半導体装置

【課題】本発明は、ＴＡＢ実装工程においてボンディングツ−ルの熱及びＩＣステ−ジの熱のどちらか、或いは両方を利用することで、従来のモ−ルド工程をインナ−リ−ドボンディングと同時に行い、工程の短縮をするものである。
【解決手段】ＴＡＢテ−プの接着材として、厚くした熱可塑性樹脂を使うか或いは、モ−ルドチップをＩＣ上に搭載したものを使用し、ボンディング時のツ−ル熱、或いはボンディング時の熱とＩＣステ−ジの熱の両方を使いそれぞれの樹脂を軟化させ、ボンディング後のインナ−リ−ド部及びＩＣチップ側面を被覆させてモ−ルドすることで、従来のようなモ−ルド工程を無くすことを可能にした。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップとテ−プのインナ−リ−ドを封止するモ−ルド工程における半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩＣとインナ−リ−ドの封止はギャングボンディング後、ディスペンサ−或いは印刷にて塗布し、その後乾燥させると言うようにモ−ルド塗布工程がインナ−リ−ドボンディング工程と別れており、工数がかかっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術では、ＩＣとインナ−リ−ドを封止するのにモ−ルド塗布工程を新たに設けていた。本発明は、かかるモ−ルド塗布工程を新たに設けることなくモ−ルド塗布することを特徴とする半導体装置。
【０００４】
【課題を解決するための手段】熱可塑性或いは熱硬化性樹脂に熱を加えると軟化する性質とインナ−リ−ドボンディング時のボンディングツ−ル及びＩＣステ−ジでのＩＣプレヒ−ト熱のどちらか或いは両方を利用することで、前記樹脂を軟化させ、ＩＣとインナ−リ−ドを封止することで課題を解決するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００６】図１，２は請求項２の実施例である。
【０００７】ＩＣのサイズは７ｍｍ□で金バンプ仕様。
【０００８】ＴＡＢテ−プは、厚さ７５μｍのポリイミド材に銅箔厚３５μｍを使用した。
【０００９】ＴＡＢテ−プの銅箔とポリイミド材を接着させるには通常エポキシ性の樹脂で厚さ約１２μｍを介して接着させるが、この樹脂として厚さ約６５μｍの熱可塑性樹脂を用いて銅箔とポリイミド材を接着させパタ−ニングしたＴＡＢテ−プを作る。テ−プ設計上のポイントはボンディング後図２にあるようにインナ−リ−ドが大きく変形し、テ−プ側に引っ張られる為、通常の設計値よりインナ−リ−ドを約５０μｍ長くしてある。また、ツ−ル温度を熱可塑樹脂は軟化させるがテ−プ変形はあまりさせたくない為インナ−リ−ドの最終メッキとしてＳｎ：Ｐｂ＝６：４の半田メッキとし、メッキ厚は０．５μｍとした。これにより、ツ−ル温度を３００℃以下にすることができ、ボンディング時のテ−プ変形がほとんどでない状態になる。
【００１０】ツ−ルの形状については、接着剤をモ−ルド樹脂として使う為、必要な部分を被覆するのに必要な量とＩＣチップサイドへのモ−ルド材の回り込みを確保する為に通常より大きくする必要がある。今回は、ＴＡＢテ−プのデバイスホ−ルの端から約２ｍｍ入る大きさにした。また、樹脂との離型性を良くする為、ツ−ルの表面にテフロンコ−ティングした。
【００１１】さらに、熱可塑性樹脂中にツ−ルとの離型性を向上させる為に微量の離型材を入れた。
【００１２】このような材料を用いてボンディングしたのが図１、２である。
【００１３】図１のようにまず、ＩＣとテ−プがアライメントされ、その後約３００℃に加熱されたボンディングツ−ルが熱可塑性樹脂３を溶かしながら、インナ−リ−ド２とＩＣのバンプ６を接合させると同時に溶け出した熱可塑性樹脂３を毛細管現象によりインナ−リ−ド接合部及びＩＣチップ側面をモ−ルドする。その様子を表わしたのが図２である。
【００１４】具体的なボンディング条件としては、ツ−ル温度・・・３００℃ボンディング加重・・・２５ｇ／リ−ドボンディング時間・・・２秒下部加熱・・・１５０℃である。
【００１５】また、ボンディング後ツ−ルをそのまま上昇させると、インナ−リ−ドオ−プンが生じるため、強制空冷をするとともにツ−ル上昇速度も始めゆっくり、その後早くするようにし、さらに、ボンディング後のパタ−ン強度を保つために接着層厚としては最低１２μｍ以上必要な為、ボンディングツ−ルの下降量をコントロ−ルし接着剤層厚が２０μｍになるように調整し、ボンディング後もパタ−ンのピ−ル強度が確保出来るようにした。
【００１６】その結果、パタ−ンピ−ル強度・・・０．９Ｋｇ／ｃｍさらに、
【００１７】
【表１】

【００１８】となった。
【００１９】図３，４は請求項３の実施例である。
【００２０】ＩＣのサイズは前実施例と同じ７ｍｍ□で金バンプ仕様。
【００２１】ＴＡＢテ−プは、厚さ７５μｍのポリイミド材に１２μｍの接着剤を介して銅箔厚３５μｍを張り合わせ、パタ−ニングしたもので、インナ−リ−ドメッキ仕様としても、前記テ−プと同じＳｎ：Ｐｂ＝６：４の半田メッキで、厚さは０．５μｍとした。
【００２２】図−３の７はモ−ルド材のチップで、ガラス布にエポッキシモ−ルド材を染込ませたもので、厚さ０．５μｍで５ｍｍ□のチップをＩＣ表面へ搭載した。
【００２３】ボンディングツ−ル１はモ−ルド材がツ−ルに付着するのを防止する意味でテフロンコ−ティングし、ツ−ルの大きさとしてモ−ルド材をＩＣチップ側面に回り込ませる為、テ−プのデバイスホ−ルの大きさとほぼ同じかやや大きめにする必要がある。今回は１ｍｍダバイスホ−ルより大きくした。
【００２４】モ−ルド材７にツ−ルとの離型性を良くするために微量の離型材をいれた。
【００２５】このような状態でボンディングしたのが図３、４である。
【００２６】図３は、テ−プとＩＣはアライメントされ、ＩＣは約１５０℃に加熱されたＩＣステ−ジで加熱され、軟化しその後ボンディングツ−ル１によりインナ−リ−ド２とＩＣのバンプ６を接合すると同時にモ−ルド材７を溶かしインナ−リ−ド接合部とＩＣチップ側面をモ−ルドする。その様子を表わしたのが図４である。
【００２７】具体的なボンディング条件としては、ツ−ル温度・・・３００℃ボンディング加重・・・２５ｇ／リ−ドボンディング時間・・・２秒下部加熱・・・１５０℃である。
【００２８】ボンディング後、ツ−ルをそのまま上昇させるとインナ−リ−ドオ−プンが生じる為、強制空冷をするとともにツ−ル上昇速度を始めゆっくりその後早くするようにした。
【００２９】その結果として、
【００３０】
【表２】

【００３１】であった。
【００３２】上記実施例において、モ−ルド材としては熱硬化タイプ或いは熱可塑どちらでも可能である。
【００３３】以上により、ＴＡＢパッケ−ジ製造工程の合理化だけでなく、最近携帯電話向けに薄型及び小型パッケ−ジとしてＣＳＰが注目されているが、平面積はＣＳＰ並みで厚さがＣＳＰに比べさらに約３０％以上薄い０．３ｍｍのパッケ−ジを実現することが出来た。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によればＴＡＢテ−プの銅箔接着材或いは、ＩＣ上にモ−ルドチップを搭載したＩＣとインナ−リ−ドボンディング時のツ−ル熱及びボンディングステ−ジの下部加熱を利用することで、従来のようにモ−ルド工程を別に設ける必要が無く加工工数の削減とリ−ドタイムの短縮及び超薄型パッケ−ジの実現が可能になる。さらに効果として、従来のＴＡＢパッケ−ジのモ−ルド面は表面が平滑出なくマ−キングがし難くまた、ＴＣＰを外形抜きし部品のマウンタ−で基板等へ搭載する際チャックキングミスが出易いが、本発明のパッケ−ジはモ−ルド面が平滑のため、マ−キングがし易くまた、マウンタ−でのチャッキングミスも従来に比べ軽減される利点がある。
【００３５】さらに、従来のＣＳＰパッケ−ジに比べ約３０％の薄型が図れる為、携帯用機器への応用がさらに拡大することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で、ボンディング前の状態を表わす断面図。
【図２】本発明の実施例で、ボンディング後の状態を表わす断面図。
【図３】本発明の実施例で、ボンディング前の状態を表わす断面図。
【図４】本発明の実施例で、ボンディング後の状態を表わす断面図。
【符号の説明】
１はボンディングツ−ル。２、はインナ−リ−ド。３、は接着剤。４、はポリイミド材料。５、はＩＣチップ。６、はＩＣの金バンプ。７、はモ−ルド材。

【特許請求の範囲】
【請求項１】半導体チップとテ−プをボンディングするＴＡＢ実装において、インナ−リ−ドボンディング工程（ＩＣのアライメント、プレヒ−ト、テ−プのアライメント、ＩＣとテ−プのギャングボンディングから成る工程）において、ボンディングツ−ル及びＩＣステ−ジでのＩＣプレヒ−ト熱のどちらか或いは両方を利用して、ＩＣとインナ−リ−ドとの樹脂封止を行うことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】請求項１記載の樹脂封止の方法として、テ−プの回路パタ−ン形成時に使うポリイミドベ−ス材と銅箔を接着させる接着剤を熱可塑性樹脂にし、ボンディング時のボンディングツ−ル熱により前記樹脂を溶かし、ＩＣとインナ−リ−ドを封止することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】請求項１記載の樹脂封止の方法として、ＩＣの能動面側にモ−ルドチップが載ったＩＣを用いて、ボンディング時のボンディングツ−ル及びＩＣステ−ジでのＩＣプレヒ−ト熱により前述樹脂を溶かし、ＩＣとインナ−リ−ドを封止することを特徴とする半導体装置。

【図１】