半導体集積回路装置の製造方法
【課題】表配線構造の採用によって弾性構造体を高精度に安定して配線基板に搭載し、半導体チップの接着工程を安定させて歩留まりの高い組み立てを行うことができる半導体集積回路装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体チップの主面上に弾性構造体を介して配線基板を設け、配線基板の配線の一端部を半導体チップの主面上の外部端子と電気的に接続させ、また、配線基板の配線の他端部であるランド部をバンプ電極と電気的に接続してなる半導体集積回路装置の製造方法であって、配線基板の配線であるリード１１は、ノッチ２７を有し、ノッチ２７の終端側の配線には、有効面積を配線より大きく形成された拡大アンカー配線３２が形成されている。
【解決手段】半導体チップの主面上に弾性構造体を介して配線基板を設け、配線基板の配線の一端部を半導体チップの主面上の外部端子と電気的に接続させ、また、配線基板の配線の他端部であるランド部をバンプ電極と電気的に接続してなる半導体集積回路装置の製造方法であって、配線基板の配線であるリード１１は、ノッチ２７を有し、ノッチ２７の終端側の配線には、有効面積を配線より大きく形成された拡大アンカー配線３２が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置技術に関し、特に小型、軽量、薄型化の動きが活発化してきている携帯電話機やハンディタイプのパーソナルコンピュータなどの携帯機器に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化、高性能化とともに、小型、軽量、薄型化の動きが活発化してきている。これは、最近の携帯電話機やハンディタイプのパーソナルコンピュータなどの携帯機器の急増によるところが大きい。また、個人で操作する機器のマン・マシンインタフェース的役割が増し、取り扱いの容易性や操作性が益々重要視されるようになってきている。今後、本格的なマルチメディア時代の到来とともに、この傾向は一層強まるものと思われる。
【０００３】
こうした状況の中で、半導体チップの高密度化、高集積化の進展は止まるところを知らず、半導体チップの大型化や多電極化が進み、パッケージは急激に大型化してきている。このため、一方ではパッケージの小型化を進めるために端子リードの狭ピッチ化も加速し、これとともにパッケージの実装も急速に難しくなってきている。
【０００４】
そこで、近年、半導体チップと同面積の超多ピン、高密度パッケージが提案されてきており、たとえば日経ＢＰ社、１９９４年５月１日発行の「日経マイクロデバイス」Ｐ９８〜Ｐ１０２（非特許文献１）、同じく１９９５年２月１日発行の「日経マイクロデバイス」Ｐ９６〜Ｐ９７（非特許文献２）、工業調査会、平成７年４月１日発行の「電子材料」Ｐ２２〜Ｐ２８（非特許文献３）などの文献に記載されるパッケージ技術などが挙げられる。
【０００５】
これらのパッケージ技術における構造の一例は、たとえば半導体チップの表面上にエラストマを介してフレキシブル配線基板が設けられ、前記フレキシブル配線基板の配線の一端側であるリードが前記半導体チップの表面上のボンディングパッドと電気的に接続され、かつ前記フレキシブル配線基板の配線の他端側であるバンプランドがはんだバンプと電気的に接続されるパッケージ構造となっている。
【０００６】
このパッケージ構造は、外形寸法が半導体チップと同じ、または必要に応じて付ける保護枠分だけ大きい程度であり、はんだバンプが形成されたフレキシブル配線基板が用いられている。この配線基板の配線パターンは、ＡｕめっきＣｕ箔で形成され、先端部はＣｕがエッチングされてＡｕリードになっている。このフレキシブル配線基板を半導体チップの表面にエラストマで接着した上で、Ａｕリードを半導体チップのボンディングパッドに接続する構造となっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日経ＢＰ社、１９９４年５月１日発行の「日経マイクロデバイス」Ｐ９８〜Ｐ１０２
【非特許文献２】日経ＢＰ社、１９９５年２月１日発行の「日経マイクロデバイス」Ｐ９６〜Ｐ９７
【非特許文献３】工業調査会、平成７年４月１日発行の「電子材料」Ｐ２２〜Ｐ２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前記のようなパッケージ構造において、本発明者が検討したところによれば、以下のようなことが考えられる。たとえば、前記のパッケージ構造におけるフレキシブル配線基板は、配線基板の配線面にエラストマを形成する、いわゆる裏配線構造を採用しているために、フレキシブル配線基板上の配線パターンの凹凸が要因となってエラストマを均一に安定して搭載することが難しくなっている。
【０００９】
すなわち、エラストマをフレキシブル配線基板上に塗布または貼り付ける際に、配線パターンの凸部の両側にエラストマが充填されないボイドが形成されたり、さらにエラストマの寸法形状が安定しないために半導体チップの接着工程も安定して行うことができないという問題点の生じることも考えられる。
【００１０】
そこで、本発明の一つの目的は、表配線構造の採用によって弾性構造体を高精度に安定して配線基板に搭載し、半導体チップの接着工程を安定させて歩留まりの高い組み立てを行うことができる半導体集積回路装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の一つの目的は、複数配線層構造の採用によって耐ノイズ性などの面で優れた電気特性を得ることができる半導体集積回路装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の一つの目的は、表配線構造、複数配線層構造を種々のタイプ、バリエーションのパッケージ構造に適用することにある。
【００１３】
本発明の一つの目的は、基板基材のひさし最適化によって弾性構造体の成分による配線の汚染を防止することにある。
【００１４】
本発明の一つの目的は、パッケージ外形寸法の最適化によって半導体チップの損傷防止、半導体チップの信頼性向上、さらに弾性構造体と半導体チップとの接着不良、配線基板の平坦度の悪化、信頼性の低下を防止することにある。
【００１５】
本発明の一つの目的は、平面Ｓ字配線構造によってソフト改造した特殊なワイヤボンダを必要とせず、さらにボンディングツールの軌跡を単純化してボンディング時のタクトタイム短縮の効果を得ることにある。
【００１６】
本発明の一つの目的は、片持ち梁配線構造によって配線の切断時における問題を解決することにある。
【００１７】
本発明の一つの目的は、半導体チップの外部端子周辺のパッシベーション開口部の拡大によって、パッシベーションまたはその下の半導体チップへのダメージを低減し、さらに配線の汚染防止によるボンディング性を向上させることにある。
【００１８】
本発明の一つの目的は、配線のノッチ終端側の配線部の有効面積を大きくすることによって配線と基板基材間の接着強度を増し、安定したノッチ切断性を得ることにある。
【００１９】
本発明の一つの目的は、弾性構造体の拡張構造によって配線基板の反りを抑え、さらに接着材による接着性を向上させ、また耐湿性や信頼性に優れたパッケージを構成することにある。
【００２０】
本発明の一つの目的は、弾性構造体の溝埋め技術によって溝埋め性を向上させ、また片側吊り部を複数本とすることによってメタルマスクの強度を上げることができ、さらに封止材流れ止め用のダムの形成によって一層溝埋め性を向上させることにある。
【００２１】
本発明の一つの目的は、インナーリードのボンディング技術において、接合性を向上し、さらに半導体チップに対するダメージを防ぐことにある。
【００２２】
本発明の一つの目的は、曲げ応力比を考慮した配線設計によってボンディングツールのリターンなしで、ボンディングツールを垂直に打ち下ろすだけで好適なＳ字形状を形成することにある。
【００２３】
本発明の一つの目的は、導電材料の芯材とＡｕめっきによる配線構造によって配線自体のクラックを起こりにくくし、また半導体チップへのボンディングダメージを軽減することにある。
【００２４】
本発明の一つの目的は、配線上への絶縁材料の形成によって弾性構造体低分子量成分のブリードを抑え、さらに表面が平坦化されることで弾性構造体形成時のボイドの巻き込みなどの不具合を回避することにある。
【００２５】
本発明の一つの目的は、半導体集積回路装置の製造方法において、表配線構造の採用によって絶縁膜への穴径加工精度を高くすることにある。
【００２６】
本発明の一つの目的は、半導体集積回路装置の製造方法において、表配線構造の採用により絶縁膜を薄く安定して塗布することによって小さいバンプ電極を良好に接合でき、さらにバンプ電極の配列ピッチが小さくできるので、より高密度な出力端子を有する半導体パッケージを構成することにある。
【００２７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００２９】
すなわち、本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、以下の工程を含むことを特徴とする：
（ａ）表面、前記表面と反対側の裏面、前記表面から前記裏面に貫通する開口部、前記裏面において前記開口部の隣の第１領域に形成された第１バンプランド、前記裏面において前記第１領域に形成され、前記第１バンプランドの隣に形成された第２バンプランド、前記裏面において前記第１領域とは前記開口部を介して反対側の第２領域、及び前記裏面において前記第１バンプランドと前記第２バンプランドとを連結し、前記開口部と交差するように形成された第１リードを有する配線基板を準備する工程；
（ｂ）主面、及び前記主面に形成された第１ボンディングパッドを有する半導体チップを、前記主面が前記配線基板の前記表面と対向し、前記第１ボンディングパッドが前記配線基板の前記開口部内に位置するように、前記配線基板の前記表面上に搭載する工程；
（ｃ）前記配線基板の前記開口部において、ボンディングツールを前記第１リードに押し当てることで前記第１リードを前記半導体チップの前記第１ボンディングパッドに接続し、前記第１リードを前記第２バンプランドから電気的に切断する工程；
ここで、
前記（ａ）工程では、前記第１バンプランドは、前記第１リードのうちの前記第２領域に形成された部分を介して前記第２バンプランドと連結している。
【００３０】
また、本発明の一つの半導体集積回路装置は、半導体チップの主面上に弾性構造体を介して配線基板を設け、前記配線基板の配線の一端部を前記半導体チップの主面上の外部端子と電気的に接続させ、また、前記配線基板の配線の他端部であるランド部をバンプ電極と電気的に接続してなる半導体集積回路装置であって、前記配線基板の配線は、ノッチを有し、前記ノッチの終端側の配線には、有効面積を前記配線より大きく形成されたアンカー配線が形成されているものである。
【００３１】
さらに、本発明の半導体集積回路装置においては、前記アンカー配線は、前記配線の延在する方向と交差する方向に形成されているか、あるいは、隣接する配線と連結するように形成されているものである。
【００３２】
なお、本発明の他の半導体集積回路装置は、半導体チップの主面上に弾性構造体を介して配線基板を設け、前記配線基板の配線の一端側であるリード部を撓ませた状態で前記半導体チップの主面上の外部端子と電気的に接続させ、かつ前記配線基板の配線の他端側であるランド部をバンプ電極と電気的に接続させてなる半導体集積回路装置に適用して、前記配線基板は基板基材の主面上に前記配線が形成されて、前記基板基材の裏面側に前記弾性構造体を配置させ、かつ前記配線の主面上に絶縁膜を形成させてなる、いわゆる表配線構造を採用したパッケージ構造とするものである。特に、前記配線基板の配線を複数の配線層構造とするようにしたものである。
【００３３】
さらに、前記半導体チップの外部端子を半導体チップの中央部または外周部に配置させて、前記半導体チップの外部端子に前記配線基板の配線を介して接続される前記バンプ電極を、前記半導体チップの外周より内側、外側または内側と外側との両領域に配置させるようにしたものである。
【００３４】
また、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体チップの外部端子側における前記弾性構造体の端部と前記配線基板の基板基材の端部との寸法を、前記弾性構造体の成分または物理的特性に基づいて設定するものである。
【００３５】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体集積回路装置の外周部側における前記配線基板の基板基材の端部と前記弾性構造体の端部との距離をＭ２、前記半導体チップの端部と前記基板基材の端部との距離をＭ１とする場合に、
Ｍ１＞Ｍ２＞０
の関係を満たす範囲で前記Ｍ２と前記Ｍ１とを設定するものである。
【００３６】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記配線基板の配線を、前記配線基板の基板基材との固定部分と前記半導体チップの外部端子に接続される先端部分とを少なくとも前記配線の幅以上変位された形状に形成するものである。
【００３７】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記配線基板の配線を、前記配線基板の基板基材に一方が固定された片持ち梁構造に形成するものである。
【００３８】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体チップ上の表面保護膜の開口部の端部を、少なくともボンディングツールを打ち下ろす側において、前記ボンディングツールを打ち下ろしたときに前記配線が前記表面保護膜に干渉しない範囲の寸法に設定するものである。
【００３９】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記配線基板の配線を、前記配線のノッチ終端側における配線部分の有効面積を大きく形成するものである。特に、前記ノッチ終端側の配線部分を、対向する配線のランド部につなげたり、配線の空き領域に縦方向または横方向に延長させたり、あるいは隣接する配線同士を連結させるようにしたものである。
【００４０】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記弾性構造体を、前記半導体チップの外形寸法に比べて、少なくとも前記弾性構造体に形成される外周部突起幅分以上で全周に渡って大きい範囲で形成するものである。
【００４１】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記弾性構造体を前記半導体チップの外部端子上に接着しないように分割して形成する場合に、前記分割された弾性構造体の対向する空間のそれぞれの端部を溝状に形成するものである。特に、前記弾性構造体のそれぞれの端部に形成される溝を複数本で形成したり、前記分割された弾性構造体の対向する空間のそれぞれの端部の溝には、封止工程の際に予め封止材流れ止め用のダムを形成するようにしたものである。
【００４２】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体チップの外部端子と前記配線基板の配線との接続構造を、予め前記半導体チップの外部端子にスタッドバンプを形成して、前記スタッドバンプを介して前記半導体チップの外部端子と前記配線基板の配線とを接続するものである。
【００４３】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体チップの外部端子と前記配線基板の配線との接続構造を、予め前記配線基板の配線を包み込むようにはんだを供給して、前記はんだを介して前記半導体チップの外部端子と前記半導体チップの外部端子とを接続するものである。
【００４４】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体チップの外部端子と前記配線基板の配線との接続構造を、前記配線基板の配線を上部から包み込むようなはんだまたはＡｕボールのスタッドバンプを用いて、前記スタッドバンプを介して前記配線基板の配線と前記半導体チップの外部端子とを接続するものである。
【００４５】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体チップの外部端子と前記配線基板の配線との接続構造を、Ａｌ、はんだまたはＡｕワイヤを用いて前記配線基板の配線と前記半導体チップの外部端子とを接続するものである。
【００４６】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記配線基板の配線構造を、前記配線の幅寸法を前記配線基板の基板基材の端部から配線先端に向けてしだいに細くし、前記基板基材の端部において生ずる曲げ応力σ０に対して、前記基板基材の端部と配線先端部との中間で生ずる最大応力σ１としたときの曲げ応力比αが、
α＝σ１／σ０
また特に所定の位置から一定の幅寸法となるように形成して、テーパ長をＬ１、配線長をＬ２、テーパ幅をｂ１、配線幅をｂ２としたときの曲げ応力比αが、
α＝ｂ１×（Ｌ２−Ｌ１）／（ｂ２×Ｌ２）
で示される場合に、前記曲げ応力比αが1.２〜1.５となるように前記配線の寸法および形状を設定するものである。
【００４７】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記配線基板の配線構造を、導電材料を芯材として表面にＡｕめっきを施すものである。
【００４８】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記配線基板は基板基材の裏面上に前記配線が形成されて、前記配線の裏面上に絶縁膜を形成させ、前記絶縁膜の裏面側に前記弾性構造体を配置するものである。
【００４９】
また、本発明の一つの半導体集積回路装置の製造方法は、前記基板基材上に配線が形成された配線基板の裏面上に弾性構造体を形成する工程と、前記弾性構造体の裏面上に前記配線のリード部と半導体チップの外部端子との相対位置が一致するように前記半導体チップを接着する工程と、前記配線のリード部を前記半導体チップの外部端子に接続する工程と、前記半導体チップの外部端子と前記配線との接続部分を樹脂封止する工程と、前記半導体チップの外周よりやや外側において前記配線基板の基板基材を切断する工程と、前記配線の主面上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の前記配線のランド部とバンプ電極とが接合される位置に開口部を形成する工程と、前記開口部を介して前記配線のランド部に接合させてバンプ電極を形成する工程とからなるものである。
【００５０】
特に、前記絶縁膜の開口部を、前記絶縁膜を形成する工程において、前記絶縁膜の材料の塗布範囲を規定することにより形成したり、前記絶縁膜の厚さを、前記絶縁膜を形成する工程において、前記絶縁膜の材料の塗布条件を規定することにより設定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００５１】
本願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。
【００５２】
(1).配線基板の基板基材の裏面側に弾性構造体を配置し、かつ基板基材の主面上に形成された配線の主面上に絶縁膜を形成する表配線構造を採用することで、基板基材裏面の平坦な面に弾性構造体を配置するので、弾性構造体をより高精度に安定してボイドレスで基材基材に搭載することができ、さらに弾性構造体の寸法形状が安定するので、半導体チップの接着工程も安定し、歩留まりの高い組み立てを行うことが可能となる。
【００５３】
(2).配線基板の配線を複数の配線層構造とすることで、信号配線層と電源・グランド配線層とを異なる層に分離することができるので、耐ノイズ性などの面で優れた電気特性を得ることが可能となる。
【００５４】
(3).半導体チップの外部端子を中央部または周辺部に配置し、かつこの外部端子に接続されるバンプ電極を半導体チップの外周より内側、外側またはその両方の領域に配置することができるので、種々のタイプ、バリエーションのパッケージ構造に適用することが可能となる。
【００５５】
(4).半導体チップの外部端子側における弾性構造体の端部と配線基板の基板基材の端部との寸法を弾性構造体の成分または物理的特性に基づいて設定することで、弾性構造体に対する基板基材のひさしを最適化することができるので、バンプ電極の高さばらつきを悪化させたり、弾性構造体の開口部封止領域が広くなることによる封止材が埋めにくくなることなく、弾性構造体のブリード成分や揮発成分による配線の汚染を防止することが可能となる。
【００５６】
(5).半導体集積回路装置の外周部側における配線基板の基板基材の端部と弾性構造体の端部との距離Ｍ２、半導体チップの端部と基板基材の端部との距離Ｍ１の関係をＭ１＞Ｍ２＞０の範囲で設定することで、パッケージの外形寸法を最適化することができるので、パッケージ最外周が半導体チップになることがないので、組み立て工程、ソケット抜き差し、トレイ搬送途中などにチップクラックを誘発する可能性が小さくなり、半導体チップの回路面が外に出ることがないために信頼性を向上させることができ、さらに印刷後の弾性構造体の周辺突起が半導体チップの接着部にかかることがないので貼り付けの際の接着不良、配線基板の平坦度の悪化、信頼性の低下を防止することが可能となる。
【００５７】
(6).配線基板の配線を基板基材との固定部分と半導体チップの外部端子に接続される先端部分とが少なくとも配線の幅以上変位された形状に形成することで、平面的にＳ字配線とすることができるので、一般のワイヤボンダでの単純な打ち下ろし軌跡によってもともとの平面Ｓ字形状によるところのたるみができるので安定した好適なＳ字形状リードを形成することができ、ソフト改造した特殊なワイヤボンダを必要とせず、安定したリードのＳ字形状が形成でき、さらにボンディングツールの軌跡も単純化できるためにボンディング時のタクトタイムの短縮も可能となる。
【００５８】
(7).配線基板の配線を基板基材に一方が固定された片持ち梁構造に形成することで、ビーム配線とすることができるので、ノッチ入りの配線のようにノッチの太さが変化してボンディング時に切断できない、切断できたとしても所望のノッチと異なる部分で切れる、あるいは細くなりすぎて配線基板のめっき工程前に切れてしまってめっきが着かないなどの問題を解決することが可能となる。
【００５９】
(8).半導体チップ上の表面保護膜の開口部の端部をボンディングツールを打ち下ろしたときに配線が表面保護膜に干渉しない範囲の寸法に設定することで、打ち下ろしで半導体チップ上の表面保護膜または半導体チップにダメージを受けたり、リード下面のボンディング部に表面保護膜の成分が付着して汚染し、ボンディング性を悪化させるなどの問題を解決することが可能となる。
【００６０】
(9).配線基板の配線のノッチ終端側における配線を対向する配線のランド部につなげたり、配線の空き領域に縦方向または横方向に延長したり、または隣接する配線同士を連結することで、配線部分の有効面積を大きくすることができるので、配線と基板基材間の接着強度を増し、安定したノッチ切断性を得ることが可能となる。
【００６１】
(10).弾性構造体を半導体チップの外形寸法に比べて少なくとも弾性構造体に形成される外周部突起幅分以上で全周に渡って大きい範囲で形成することで、ワイド弾性構造体構造とすることができるので、半導体チップの貼り付け後は弾性構造体周辺の突起が半導体チップの外に出て実質的に弾性構造体の平坦な部分に接着されるために配線基板の反りが小さく抑えられ、さらに接着材の塗布エリアが広くとれるために接着材が行き渡らず不接着になる部分が発生しにくく、半導体チップの周囲にまんべんなくにじみ出すので周辺封止をしなくても耐湿性や信頼性に優れたパッケージを構成することが可能となる。
【００６２】
(11).弾性構造体を半導体チップの外部端子上に接着しないように分割して形成する場合に、この分割された弾性構造体の対向する空間のそれぞれの端部を溝状に形成することで、弾性構造体の溝埋め技術においてメタルマスク吊り部を細くして弾性構造体の溝を細くすることができるので、弾性構造体の溝埋め性を向上させることが可能となる。
【００６３】
(12).弾性構造体のそれぞれの端部に形成される溝を複数本で形成することで、この溝を形成するメタルマスクの強度を上げることが可能となる。
【００６４】
(13).分割された弾性構造体の対向する空間のそれぞれの端部の溝に予め封止材流れ止め用のダムを形成することで、封止工程における溝埋め性をさらに向上させることが可能となる。
【００６５】
(14).予め半導体チップの外部端子にスタッドバンプを形成し、このスタッドバンプを介して半導体チップの外部端子と配線基板の配線とを接続することで、インナーリードのボンディング技術において接合性やダメージなどの問題を解決し、スタッドバンプにより接合性を向上させ、さらにダメージを防ぐことが可能となる。
【００６６】
(15).予め配線基板の配線を包み込むようにはんだを供給し、このはんだを介して半導体チップの外部端子と半導体チップの外部端子とを接続することで、ボンディング技術における接合性の向上およびダメージの抑制が可能となる。
【００６７】
(16).配線基板の配線を上部から包み込むようなはんだ、Ａｕなどのスタッドバンプを用い、このスタッドバンプを介して配線基板の配線と半導体チップの外部端子とを接続することで、ボンディング技術における接合性の向上およびダメージの抑制が可能となる。
【００６８】
(17).Ａｌ、はんだまたはＡｕワイヤを用いて配線基板の配線と半導体チップの外部端子とを接続することで、接合性やダメージなどの問題を解決し、ＴＡＢのようなインナーリードボンディングではなく、一般のワイヤボンディングの概念での接続を実現することが可能となる。
【００６９】
(18).配線基板の配線の幅寸法を配線基板の基板基材の端部から配線先端に向けてしだいに細くし、所定の位置から一定の幅寸法となるように形成して、曲げ応力比αを1.２〜1.５となるように配線の寸法および形状を設定することで、ボンディングツールのリターンなしで、ボンディングツールを垂直に打ち下ろすだけで好適なＳ字形状が形成できるので、ソフト改造した特殊なワイヤボンダを必要とせず、安定したリードのＳ字形状が形成でき、さらにボンディングツールの軌跡も単純化できるためにボンディング時のタクトタイムの短縮も可能となる。
【００７０】
(19).配線基板の配線構造を導電材料を芯材として表面にＡｕめっきのみを施すことで、たとえばＣｕなどの導電材料の芯材とＡｕめっきとの間にＮｉめっきを施すような場合に比べてリードの硬度、脆さともに低くなるのでリード自体のクラックが起こりにくくなるほか、対ボンディング面である半導体チップへのダメージも軽減することが可能となる。
【００７１】
(20).配線基板の基板基材の裏面上に配線を形成し、かつこの配線の裏面上に絶縁膜を形成して、絶縁膜の裏面側に弾性構造体を配置することで、裏配線絶縁膜構造とすることができるので、直接、弾性構造体が配線に接することを防止でき、かつ基板基材の粗面化への弾性構造体の接触も防止できるので弾性構造体の低分子量成分のブリードを抑えることができ、さらに凹凸がある配線面に絶縁膜を塗ることで表面が平坦化され、弾性構造体形成時のボイドの巻き込みなどの不具合を回避することが可能となる。
【００７２】
(21).表配線構造において、絶縁膜の開口部を絶縁膜材料の塗布範囲を規定することによって形成することで、裏配線構造の配線基板の基板基材に機械加工によって開口部を開ける場合に比べて、より一層、穴径加工精度の向上が可能となる。
【００７３】
(22).表配線構造において、絶縁膜の厚さを絶縁膜材料の塗布条件を規定することによって設定することで、基板基材に比べて、より一層、薄い厚さで安定して塗布し、小さい径で高密度に配置されるバンプランドの形成をすることができるので、より小さいバンプ電極を良好に接合することが可能となる。
【００７４】
(23).表配線構造は裏配線構造に比較してバンプ電極の配列ピッチを小さくできるので、より高密度な出力端子を有する半導体パッケージを構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１である半導体集積回路装置を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、図１のＡ−Ａ’切断線における断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置の実装基板への実装状態を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置の実装基板への実装状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置の組み立て工程を示すフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、表配線構造を示す要部断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、裏配線構造を示す要部断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、両面配線を示す要部断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ウィンドウ開口部を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、図９のウィンドウ開口部を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ウィンドウ開口部および半導体チップのエッジ部の寸法説明のための断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、印刷後のエラストマの凹みを示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、半導体チップ貼り付け後のテープの反りを示す断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、平面Ｓ字リードを示す平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、図１４のＢ矢視断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、図１４のＡ矢視断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準Ｓ字リード形成時のボンディングツールの軌跡を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、平面Ｓ字リード形成時のボンディングツールの軌跡を示す断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ノッチリードおよびビームリードを説明するための平面図である。
【図２０】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、図１９のＡ部におけるノッチリードを示す平面図である。
【図２１】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ビームリードを示す平面図である。
【図２２】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リードボンディング部を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リードボンディング部を示す平面図である。
【図２４】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、図２２のＡ部におけるツールの着地点を拡大して示す断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、パッシベーション開口寸法を改良したボンディング部を示す断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、双方向リードのボンディング部を示す平面図である。
【図２７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準アンカー配線を示す平面図である。
【図２８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、改善アンカー配線を示す平面図である。
【図２９】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準エラストマの構造を示す斜視図である。
【図３０】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準エラストマでの半導体チップの貼り付け状態を示す斜視図である。
【図３１】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマの構造を示す斜視図である。
【図３２】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け状態を示す斜視図である。
【図３３】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け状態を示す断面図である。
【図３４】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準エラストマでの半導体チップの貼り付け後の構造を示す斜視図である。
【図３５】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準エラストマでの半導体チップの貼り付け後の構造を示す断面図である。
【図３６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け後の構造を示す斜視図である。
【図３７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け後の構造を示す断面図である。
【図３８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、メタルマスク印刷の概念を示す断面図である。
【図３９】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準エラストマのメタルマスクを示す平面図である。
【図４０】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマのメタルマスクを示す平面図である。
【図４１】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、複数本吊りのワイドエラストマの印刷形状を示す平面図である。
【図４２】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマの溝埋めのためのポッティング位置を示す平面図である。
【図４３】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準リードボンディングによるボンディング部を示す断面図である。
【図４４】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、スタッドバンプを用いたボンディング部を示す断面図である。
【図４５】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、はんだを用いたリード接続を示す断面図である。
【図４６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、はんだを用いたリード接続を示す平面図である。
【図４７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、はんだまたはＡｕボールを用いたリード接続を示す断面図である。
【図４８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、はんだまたはＡｕボールを用いたリード接続を示す斜視図である。
【図４９】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、Ａｌまたははんだワイヤを用いた接続を示す断面図である。
【図５０】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、Ａｕワイヤを用いた接続を示す断面図である。
【図５１】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リード設計を説明するための斜視図である。
【図５２】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ボンディング後のリード変形を示す斜視図である。
【図５３】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リード寸法と曲げ応力比との関係を示す説明図である。
【図５４】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リード接続の接続部を示す断面図である。
【図５５】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リードの屈曲部を示す拡大断面図である。
【図５６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、Ｎｉめっきレスリードの屈曲部を示す拡大断面図である。
【図５７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リードの圧着部を示す拡大断面図である。
【図５８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、Ｎｉめっきレスリードの圧着部を示す拡大断面図である。
【図５９】本発明の実施の形態２である半導体集積回路装置において、裏配線ソルダレジスト構造を示す断面図である。
【図６０】本発明の実施の形態２である半導体集積回路装置において、裏配線ソルダレジスト構造を示す斜視図である。
【図６１】本発明の実施の形態３である半導体集積回路装置を半導体チップ裏面から見た平面図である。
【図６２】本発明の実施の形態３である半導体集積回路装置を示す平面図である。
【図６３】本発明の実施の形態３である半導体集積回路装置を示す断面図である。
【図６４】本発明の実施の形態３における半導体集積回路装置において、図６３のＡ部を示す拡大断面図である。
【図６５】本発明の実施の形態３における半導体集積回路装置において、配線基板の配線構造を説明するための平面図である。
【図６６】本発明の実施の形態４である半導体集積回路装置を半導体チップ裏面から見た平面図である。
【図６７】本発明の実施の形態４である半導体集積回路装置を示す平面図である。
【図６８】本発明の実施の形態４である半導体集積回路装置を示す断面図である。
【図６９】本発明の実施の形態４における半導体集積回路装置において、図６８のＡ部を示す拡大断面図である。
【図７０】本発明の実施の形態４における半導体集積回路装置において、配線基板の配線構造を説明するための平面図である。
【図７１】本発明の実施の形態５である半導体集積回路装置を半導体チップ裏面から見た平面図である。
【図７２】本発明の実施の形態５である半導体集積回路装置を示す平面図である。
【図７３】本発明の実施の形態５である半導体集積回路装置を示す断面図である。
【図７４】本発明の実施の形態５における半導体集積回路装置において、図７３のＡ部を示す拡大断面図である。
【図７５】本発明の実施の形態５における半導体集積回路装置において、配線基板の配線構造を説明するための平面図である。
【図７６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、曲げ応力比に応じたリード変形形状を示す断面図である。
【図７７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、曲げ応力比に応じたリード変形形状を示す断面図である。
【図７８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、曲げ応力比に応じたリード変形形状を示す断面図である。
【図７９】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、曲げ応力比に応じたリード変形形状を示す断面図である。
【図８０】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、曲げ応力比に応じたリード変形形状を示す断面図である。
【図８１】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、パッケージ構造の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００７７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１である半導体集積回路装置を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ’切断線における断面図、図３および図４は半導体集積回路装置の実装基板への実装状態を示す平面図および断面図、図５は半導体集積回路装置の組み立て工程を示すフロー図、図６〜図５８，図７６〜図８１は本実施の形態１の半導体集積回路装置の特徴と本発明者が検討した比較例である半導体集積回路装置との比較説明のための図であり、これらの図の説明は後述するそれぞれの技術項目毎に説明する。
【００７８】
まず、図１および図２により本実施の形態１の半導体集積回路装置の構成を説明する。
【００７９】
本実施の形態１の半導体集積回路装置は、たとえば４０ピンのボールグリッドアレイ形式の半導体パッケージとされ、主面上に複数のボンディングパッドが形成された半導体チップ１と、ボンディングパッドの形成部分を除く半導体チップ１の主面上に接着されるエラストマ２（弾性構造体）と、エラストマ２の主面上に接着され、半導体チップ１のボンディングパッドに一端が接続される配線が形成されたフレキシブル配線基板３（配線基板）と、フレキシブル配線基板３の主面上に形成されるソルダレジスト４（絶縁膜）と、ソルダレジスト４の主面上に形成され、このソルダレジスト４の開口部を介して配線の他端に接続されるはんだバンプ５（バンプ電極）とから構成され、半導体チップ１のボンディング部分が樹脂などの封止材６により覆われたパッケージ構造となっている。
【００８０】
半導体チップ１は、たとえば図１に示すようにセンターパッド構造とされ、長手方向の中央部に複数のボンディングパッド７（外部端子）が一列状に形成され、これらのボンディングパッド７は不均一な間隔で並べられている。この半導体チップ１には、たとえばシリコンなどの半導体基板上に記憶回路、論理回路などの所定の集積回路が形成され、これらの回路の外部端子としてＡｌなどの材料からなるボンディングパッド７が設けられている。
【００８１】
エラストマ２は、たとえばシリコーン樹脂などの弾性材料から構成され、半導体チップ１の主面上に対して、ボンディングパッド７が形成された部分を除くように長手方向の両端部に二分割して接着材８を介して接着されている。このエラストマ２は、温度特性試験などにおいて、主に半導体チップ１とパッケージ実装基板との熱膨張係数が異なることに起因するはんだバンプ５に対する応力集中を緩和するために設けられている。
【００８２】
フレキシブル配線基板３は、たとえば図２に示すように、このフレキシブル配線基板３の基材となるテープ９（基板基材）と、このテープ９の主面上に接着される配線１０とから構成され、配線１０の一端のリード１１が半導体チップ１のボンディングパッド７に接続され、他端のバンプランド１２がはんだバンプ５に接続される。このフレキシブル配線基板３においては、テープ９の裏面側がエラストマ２に接着され、また配線１０の主面側にはソルダレジスト４が形成されている。
【００８３】
このフレキシブル配線基板３を構成するテープ９は、たとえばポリイミド樹脂などの材料から構成され、また配線１０には、たとえばＣｕなどの材料が芯材として用いられる。この配線１０のリード１１の部分は、芯材の表面および裏面にＮｉなどの材料によるＮｉめっき層が形成され、さらにこのＮｉめっき層の表面にＡｕなどの材料からなるＡｕめっき層が形成されている。
【００８４】
ソルダレジスト４は、たとえば感光性エポキシ樹脂などによる絶縁材料から構成され、フレキシブル配線基板３の配線１０の主面上に、このソルダレジスト４の開口部を介してはんだバンプ５が配線１０のバンプランドに接続される接続部分を除く所定の範囲に形成されている。
【００８５】
はんだバンプ５は、たとえばＰｂ−Ｓｎ、Ｐｂ−Ｓｎなどを主成分とする合金などの材料から構成され、フレキシブル配線基板３を構成する配線１０のバンプランド１２に接続されている。このはんだバンプ５は、半導体チップ１のボンディングパッド７の両側の領域に分割してそれぞれ二列に並べられて設けられている。
【００８６】
以上のように構成される半導体集積回路装置は、たとえば図３および図４に示すように、ＤＲＡＭなどのチップサイズパッケージ１３の半導体集積回路装置として、メモリコントローラなどの一般パッケージ１４の半導体集積回路装置とともにメモリカードなどの実装基板１５に搭載され、外部接続端子１６を通じて携帯電話機やハンディタイプのパーソナルコンピュータなどの携帯機器に挿脱可能に装着されるようになっている。
【００８７】
次に、本実施の形態１の作用について、始めに図５のプロセスフローに基づいて半導体パッケージの組み立て工程の概要を説明する。
【００８８】
まず、半導体パッケージの組み立てに先立って、たとえばテープ９上に配線１０が形成され、この配線１０の一部をエッチングして形成されたリード１１を有するフレキシブル配線基板３、エラストマ２、所定の集積回路が形成され、外部端子としてのボンディングパッド７が設けられた半導体チップ１、封止材６、フラックス、はんだボール１７を形成するはんだなどを用意する。
【００８９】
このフレキシブル配線基板３は、たとえばＴＡＢ（テープオートメーテッドボンディング）テープのような、ポリイミド樹脂からなるテープ９の上に薄い金属を接着などで形成し、写真技術を用いて金属上に必要なパターンをレジストにより形成した後、エッチングにより必要な配線１０（リード１１も含む）を形成し、さらにその表面にＮｉ，Ａｕのめっき処理を施すことにより作ることができる。
【００９０】
そして、フレキシブル配線基板３のテープ９上に、たとえばエラストマ２を印刷により５０〜１５０μｍの厚さに形成し、さらにそのエラストマ２の表面に、たとえばシリコーン系の接着材８を塗布して印刷する（ステップ５０１，５０２）。ここで、エラストマ２は必ずしも印刷ではなく、予めフィルム状に形成したものを所定の形状に切断し、接着材８でテープ９の裏面に接着してもよい。
【００９１】
さらに、フレキシブル配線基板３の配線１０の一端のリード１１と、半導体チップ１のボンディングパッド７との相対位置が一致するように位置合わせをして、半導体チップ１をフレキシブル配線基板３のテープ９上に印刷されたエラストマ２に接着して貼り付ける（ステップ５０３）。
【００９２】
そして、半導体チップ１とフレキシブル配線基板３のテープ９とがエラストマ２を介して貼り付けられた状態で反転させ、リードボンディング工程において、ボンディングツール１８によりリード１１を図２の断面に示すようにＳ字形状に変形させながら半導体チップ１のボンディングパッド７上に打ち下ろし、たとえば超音波熱圧着などの手法によりリード１１とボンディングパッド７の接続を行う（ステップ５０４）。
【００９３】
続いて、封止工程において、半導体チップ１のボンディングパッド７とフレキシブル配線基板３のリード１１とのリードボンディング部分を、たとえばエポキシ樹脂などの封止材６をディスペンサ１９から塗布して樹脂封止し、半導体チップ１とフレキシブル配線基板３との接合部の信頼性を高める（ステップ５０５）。
【００９４】
その後、フレキシブル配線基板３の切断工程において、半導体チップ１のエッジよりやや外側においてテープ９の外縁部を切断して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）のパッケージ外形を形成する（ステップ５０６）。
【００９５】
さらに、はんだバンプ５のバンプ付け工程において、はんだボール１７を対応するフレキシブル配線基板３の配線１０のバンプランド１２に接合してはんだバンプ５を形成し、最後に選別、マーキングを経て本実施の形態１の半導体パッケージの組み立て工程が完了する（ステップ５０７，５０８）。
【００９６】
なお、この半導体パッケージの組み立て工程において、テープ切断工程（ステップ５０６）とバンプ付け工程（ステップ５０７）は逆でも構わない。
【００９７】
これにより、本実施の形態１の場合には、半導体チップ１の中央部にボンディングパッド７を一列に集中配置し、このボンディングパッド７からフレキシブル配線基板３の配線１０を介して接続される半導体チップ１の外周より内側の領域にはんだバンプ５が設けられた、いわゆるファンイン−センターパッド構造と称される半導体パッケージ構造となっている。
【００９８】
次に、本実施の形態１の半導体集積回路装置のパッケージ構造の特徴を、本発明者が検討した技術としてのパッケージ構造との比較により、図６〜図５８に基づいて構造およびプロセスなどを含めて順に説明する。
【００９９】
１．表配線構造
この表配線構造の技術説明において、図６は表配線構造を示す要部断面図、図７は裏配線構造を示す要部断面図、図８は両面配線を示す要部断面図である。
【０１００】
本実施の形態１のパッケージ構造は、図６に拡大して示すように、フレキシブル配線基板３のテープ９の裏面上（半導体チップ１側）にエラストマ２が接着され、かつ配線１０の主面上（はんだバンプ５側）にソルダレジスト４が形成された、いわゆる表配線構造となっている。これに対して、本発明者が検討した技術においては、図７に示すように、逆に配線１０の裏面上にエラストマ２が接着され、テープ９がはんだバンプ５側に形成された、いわゆる裏配線構造となっている。
【０１０１】
よって、検討した裏配線構造においては、はんだバンプ５を接合するバンプランド１２は、たとえばポリイミド樹脂などの材料のテープ９をパンチなどで打ち抜いて形成するのに対して、本実施の形態１の表配線構造では、配線１０の主面に感光性エポキシ樹脂などの材料からなるソルダレジスト４を塗布し、所望の位置に所望の大きさのバンプランド１２を露光、現像などの写真法などにより形成するため、以下のような利点が期待できる。
【０１０２】
(1).はんだバンプ５用の開口部をソルダレジスト４の露光、現像によって形成するので、裏配線構造のフレキシブル配線基板３のテープ９に機械加工によって開口部を開ける場合に比べて、より穴径加工精度を高くできる。
【０１０３】
(2).テープ９は、実用的な厚さとして５０μｍ程度が最小であるのに対して、ソルダレジスト４は塗布条件によって１０〜２０μｍ程度の厚さで安定して塗布することができるので、より小さいはんだボール１７を良好に接合可能となる。
【０１０４】
(3).表配線構造は裏配線構造に比較してはんだバンプ５の配列ピッチを小さくできるので、より高密度なはんだバンプ５の出力端子を有する半導体パッケージを構成することが可能となる。
【０１０５】
(4).テープ９の裏面の平坦な面にエラストマ２を配置するので、エラストマ２をより高精度に安定してボイドレスでテープ９に搭載（塗布または貼り付け）することができる。またエラストマ２の寸法形状が安定するので、半導体チップ１の接着工程も安定し、歩留まりの高い組み立てを行うことができる。
【０１０６】
以上のように、裏配線構造の技術においては、フレキシブル配線基板３のテープ９への開口部の形成、フレキシブル配線基板３の配線１０とエラストマ２との接着性などの課題が生じるが、本実施の形態１においては、これらの課題が表配線構造を採用することにより解決することができる。
【０１０７】
また、フレキシブル配線基板３の配線構造においては、図６のように片面配線構造のほかに、たとえば図８に示すような両面配線構造、すなわちテープ９の両面に二層配線を有するフレキシブル配線基板３を使用することも可能であり、さらに三層配線以上の複数層配線構造にわたって広く適用可能である。
【０１０８】
この図８の例では、たとえば第１配線２０を信号配線、第２配線２１をグランドプレーンとし、第２配線２１とはんだバンプ５または第１配線２０との電気的な接続はビアホール２２を介して行われる。このような構造では、耐ノイズ性などの面で優れた電気特性を得ることができるという利点がある。
【０１０９】
２．エラストマに対するテープのひさし最適化
このエラストマに対するテープのひさし最適化の技術説明において、図９はウィンドウ開口部を示す平面図、図１０は図９のウィンドウ開口部を示す断面図、図１１はウィンドウ開口部および半導体チップのエッジ部の寸法説明のための断面図である。
【０１１０】
本実施の形態１のパッケージ構造においては、図９に示すように、フレキシブル配線基板３の主面にはんだバンプ５がマトリックス配置で並ぶＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）構造となっている。この例では、図１０に示すように半導体チップ１はセンターパッド配列であり、中央部に縦にウィンドウ開口部２３が設けられ、最終構造ではこの部分と半導体チップ１の周辺エッジを封止材６で樹脂封止して耐湿性や信頼性の高い構造となっている。
【０１１１】
ところで、本発明者が検討した技術においては、エラストマ２の端部（ウィンドウ開口部２３側）をテープ９のエッジまで近づける、つまり図１１の半導体チップ１のボンディングパッド７側におけるエラストマ２の端部とテープ９の端部との寸法Ｌ１を小さくすると、エラストマ２のブリード成分や揮発成分によるリード１１の汚染が発生する。
【０１１２】
逆に、寸法Ｌ１を大きく、つまりテープ９のエッジより後退させすぎると、エラストマ２の端部とはんだバンプ５との寸法Ｌ２が小さくなり、最も内側のはんだバンプ５の下にエラストマ２がなくなるため、はんだバンプ５の高さばらつきを悪化させたり、ウィンドウ開口部２３の封止領域が広くなり、封止材６が埋めにくくなるということが考えられる。
【０１１３】
これに対して、本実施の形態１においては、適切な寸法Ｌ１を選択してエラストマ２の端部をテープ９の端部とはんだバンプ５との間の最適な場所に配置することにより、これらの問題を同時に解決することができる。
【０１１４】
すなわち、ウィンドウ開口部２３に関しては、前述したような問題点があるため、寸法を次のように規定している。たとえば、この例ではエラストマ２の印刷精度は±１００μｍ程度であるものとする。よって、寸法Ｌ１を１００μｍ以下とすると印刷ずれでテープ９からはみ出してしまうため、最小でも印刷精度（１００μｍ）以上は必要である。
【０１１５】
さらに、エラストマ２のブリード成分や揮発成分によるリード１１の汚染性は、実績として３００μｍ程度離せば問題ないことから、たとえば最小値３００μｍとしているが、汚染性、ブリード性の低いエラストマ２を使用する、または汚染分の洗浄などの対策を講じれば最小値１００μｍに近い設計が可能となる。
【０１１６】
以上により、本実施の形態１のように適切な寸法Ｌ１を選択することによって、エラストマ２のブリード成分や揮発成分によるリード１１の汚染を防止するとともに、はんだバンプ５の高さばらつきを安定させ、ウィンドウ開口部２３の封止領域を容易に埋めることができる。
【０１１７】
３．パッケージの外形寸法最適化
このパッケージの外形寸法最適化の技術説明において、図１１は前記で説明したウィンドウ開口部および半導体チップのエッジ部の寸法説明のための断面図、図１２は印刷後のエラストマの凹みを示す断面図、図１３は半導体チップ貼り付け後のテープの反りを示す断面図である。
【０１１８】
たとえば、本発明者が検討した技術では、図１１において、パッケージの外周部側における半導体チップ１の端部とフレキシブル配線基板３のテープ９の端部との距離をＭ１、エラストマ２の端部とテープ９の端部との距離をＭ２とすると、
(1).Ｍ１＜０の場合、パッケージ最外周が半導体チップ１になるため、組み立て工程、ソケット抜き差し、トレイ搬送途中などに半導体チップ１のクラックを誘発する可能性が大きい。
(2).Ｍ１＜０、Ｍ２＞０の場合、半導体チップ１の回路面が外に出るため、信頼性に問題があり、またこれを防ぐために封止を行うこともできるが、工程の増加につながる。
(3).Ｍ１−Ｍ２＜０の場合、図１２に示す印刷後のエラストマ２の周辺突起が、図１３に示すように半導体チップ１の接着部にかかり、貼り付けの際の接着不良、フレキシブル配線基板３の平坦度の悪化、信頼性の低下の原因となる。
(4).Ｍ２＝０の場合、エラストマ２を切断する必要があり、切断が難しいなどの問題が生じる。
【０１１９】
これに対して、本実施の形態１においては、半導体チップ１の端部またはエラストマ２の端部とテープ９の端部との距離の関係をＭ１＞Ｍ２＞０とすることで、前記の問題点を解決することができる。すなわち、図１１のパッケージのエッジ部を示す寸法説明図において、最終外形を決定するテープ切断工程の切断誤差は１００μｍ程度であるため、エラストマ２に切断治具がかからないためにはＭ２を１００μｍ以上確保することが望ましい。
【０１２０】
ところで、エラストマ２を印刷により形成し、ベークにより硬化した後の断面形状は図１２に示すようになり、ある程度チキソ性の高い材料においては、印刷後の版離れの際にマスクに引っ張られて周辺部が高くなる傾向にある。たとえば、半導体チップ１の端部がエラストマ２の端部より小さい、Ｍ１＜Ｍ２のような条件で半導体チップ１を貼り付けると、図１３に示すようにテープ９の表面がエラストマ２の断面形状にならって反るような問題が発生する。
【０１２１】
これを防ぐためには、Ｍ１＞Ｍ２としてエラストマ２の周辺の高い部分を半導体チップ１より外に逃がすことが効果的で、たとえば突起の幅が２００μｍ前後であることから（Ｍ１−Ｍ２）が２４０μｍであり、切断性の距離Ｍ２＝１００μｍから距離Ｍ１は３６０μｍ程度が望ましい。
【０１２２】
このように、外周のテープ９を切断することで、外形誤差が少なく、また半導体チップ１の多少の大きさの変更に対してもソケット、トレイなどの周辺治具の変更を行わないですむという利点がある。
【０１２３】
以上のように、本実施の形態１においては、半導体チップ１のクラック、欠けの発生を回避でき、切断工程の切断マージンを上げることができる。さらに、半導体チップ１の回路面を全てエラストマ２の下に配置でき、耐湿性の向上、外周部への封止を行う必要がないなどの利点がある。
【０１２４】
４．平面Ｓ字リード
この平面Ｓ字リードの技術説明において、図１４は平面Ｓ字リードを示す平面図、図１５は図１４のＢ矢視断面図、図１６は図１４のＡ矢視断面図、図１７は標準Ｓ字リード形成時のボンディングツールの軌跡を示す断面図、図１８は平面Ｓ字リード形成時のボンディングツールの軌跡を示す断面図である。
【０１２５】
たとえば、本発明者が検討した標準Ｓ字リード２４の形成技術においては、図１４中に点線で示すような直線状のノッチリードまたはビームリードであり、ボンディング後に図１５中の細線に示すように熱変形に耐えるに十分なたるみ（Ｓ字形状）を形成するためには、図１７に示すようにリード１１を一度半導体チップ１上のすれすれまで打ち下ろし、横方向に横ずらした後にボンディングパッド７上に再び打ち下ろして接合するという特殊なボンディングツール軌跡２５に沿った動きが必要であり、専用のワイヤボンダが必要となることが考えられる。
【０１２６】
これに対して、本実施の形態１においては、フレキシブル配線基板３のテープ９上に配線１０を形成する際に、配線１０のリード１１は直線ではなく、予め図１４に示すように、配線１０の付け根部分と先端のボンディング部分が少なくともリード１１の幅以上ずれているＳ字形状の平面Ｓ字リード２６に作成しておくことにより、前記の課題が解決できる。
【０１２７】
このように平面Ｓ字リード２６にすれば、図１８に示す一般のワイヤボンダでの単純な打ち下ろしによるボンディングツール軌跡２５によって、図１５に示すように突っ張ったリード形状となるものの、図１６に示すようにもともとの平面Ｓ字形状によるところのたるみができるので、安定した好適なＳ字形状の平面Ｓ字リード２６を形成することができる。
【０１２８】
これにより、ソフト改造した特殊なワイヤボンダを必要とせず、安定したＳ字形状の平面Ｓ字リード２６が形成でき、さらにボンディングツール軌跡２５も単純化できるため、ボンディング時のタクトタイム短縮の効果も期待できる。
【０１２９】
５．ビームリード
このビームリードの技術説明において、図１９はノッチリードおよびビームリードを説明するための平面図、図２０は図１９のＡ部におけるノッチリードを示す平面図、図２１はビームリードを示す平面図である。
【０１３０】
たとえば、本発明者が検討した技術においては、図１９におけるリード１１の拡大図である図２０に示すように、切断部にＶ字状の切り込みなどのノッチ２７が入れられたリード１１であり、ボンディング時にノッチ２７のやや内側をボンディングツール１８で打ち下ろし、ノッチ２７の部分でリード１１を切断している。しかし、フレキシブル配線基板３の製造工程における配線１０のエッチングばらつきなどでノッチ２７の太さが変化し、ボンディング時に切断できないということが生じる。
【０１３１】
また、切断できたとしても所望のノッチ２７と異なる部分で切れたり、あるいは細くなりすぎてフレキシブル配線基板３のめっき工程前に切れてしまい、めっきが着かないなどの問題点が生じることが考えられる。
【０１３２】
これに対して、本実施の形態１においては、図２１に示すように、フレキシブル配線基板３のテープ９に一端を固定し、切断側であるノッチ２７が入れられた方を開放した片持ち梁構造、いわゆるビームリード２８とすることで前記リード１１の切断時の問題点を解決することができる。
【０１３３】
６．ボンディングパッドの周辺ＰＩＱ（パッシベーション）寸法
このボンディングパッドの周辺ＰＩＱ寸法の技術説明において、図２２はリードボンディング部を示す断面図、図２３はリードボンディング部を示す平面図、図２４は図２２のＡ部におけるツールの着地点を拡大して示す断面図、図２５はパッシベーション開口寸法を改良したボンディング部を示す断面図、図２６は双方向リードのボンディング部を示す平面図である。
【０１３４】
たとえば、本発明者が検討した技術において、図２２，図２３，図２４に示すようなボンディングシーケンスにおいては、ボンディングツール軌跡２５に示すように、一度半導体チップ１上のすれすれまでリード１１を打ち下ろしてから横方向に横ずらし、半導体チップ１のボンディングパッド７上に再び打ち下ろして接合するため、一回目の打ち下ろしで半導体チップ１上のパッシベーション２９またはその下の半導体チップ１にダメージを受けたり、リード１１の下面のボンディング部にパッシベーション２９の成分が付着して汚染し、ボンディング性を悪化させるなどの問題が生じることが考えられる。
【０１３５】
これに対して、本実施の形態１においては、前記図２２，図２３，図２４に示したボンディングパッド７の開口部エッジからパッシベーション２９のボンディングパッド７側のエッジまでの距離Ｌ３を、少なくともボンディングツール１８を打ち下ろす側においてリード１１がパッシベーション２９に干渉しない範囲にパッシベーション開口部３０を拡大し、図２５のように改良すれば前記のような問題点が解決できる。
【０１３６】
すなわち、図２４において、たとえばメモリなどの半導体チップ１の例では、寸法Ｌ３は約２５μｍ程度である。また、ボンディングパッド７のサイズは、たとえば１００μｍ角、ボンディングツール１８の先端寸法はそれと同等またはそれ以下程度であるから、図２５におけるパッシベーション２９の後退量Ｌ３は、たとえば１２５μｍ以上程度が望ましい。
【０１３７】
以上により、半導体チップ１上のパッシベーション２９または半導体チップ１にダメージを与えたり、リード１１の下面のボンディング部にパッシベーション２９の成分が付着して汚染するようなことがなく、好適なボンディング性を実現することができる。
【０１３８】
また、図２６のようにリード１１が双方向から延びている場合にも、少なくともボンディングツール１８を打ち下ろす側において、ボンディングパッド７の開口部エッジからパッシベーション２９のボンディングパッド７側のエッジまでの距離を拡大することで同様に対応できる。なお、このエッジ間の拡大は、半導体チップ１の回路面が露出しない程度に反対側に適用しても問題となることはない。
【０１３９】
７．アンカー配線の改善
このアンカー配線の改善の技術説明において、図２７は標準アンカー配線を示す平面図、図２８は改善アンカー配線を示す平面図である。
【０１４０】
たとえば、本発明者が検討した技術において、図２７に示すようなノッチ２７の終端側の標準アンカー配線３１のパターンにおいては、ノッチ２７が設計値より太く形成された場合などにおいて、ノッチ２７の部分では切れずに、その先の標準アンカー配線３１における配線１０とテープ９との接着強度が降伏して標準アンカー配線３１の部分がテープ９から剥がれてしまうなどの不具合が考えられる。
【０１４１】
これに対して、本実施の形態１においては、図２８に示すように終端側のアンカー配線の部分の有効面積を大きくする拡大アンカー配線３２とすることで、配線１０とテープ９間の接着強度を増し、安定したノッチ２７の切断性を得ることができる。
【０１４２】
すなわち、図２８において、拡大アンカー配線３２の改善例を示すと、
(1).拡大アンカー配線３２を対向する配線１１のバンプランド１２につなげる、
(2).配線１１の空きスペースに拡大アンカー配線３２を縦方向に延長する、
(3).配線１１の空きスペースに拡大アンカー配線３２を横方向に延長する、
(4).隣接する拡大アンカー配線３２同士を連結する、
などの例があり、いずれも拡大アンカー配線３２の部分の実質面積を増加させることで、配線１０とテープ９間の接着強度の増加によってノッチ２７の切断性を安定させることができる。
【０１４３】
８．ワイドエラストマ構造
このワイドエラストマ構造の技術説明において、図２９は標準エラストマの構造を示す斜視図、図３０は標準エラストマでの半導体チップの貼り付け状態を示す斜視図、図３１はワイドエラストマの構造を示す斜視図、図３２はワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け状態を示す斜視図、図３３はワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け状態を示す断面図である。
【０１４４】
たとえば、本発明者が検討した技術において、エラストマ２は半導体チップ１のボンディングパッド７の両側に二分割して接着され、図２９，図３０に示すような標準エラストマ３３による構造では、前記図１３のようにエラストマ２の面積が半導体チップ１より小さい構造では周辺の突起の影響を受けてフレキシブル配線基板３の反りが発生し、この反りがはんだバンプ５の形成時および基板実装時などに問題となることが考えられる。
【０１４５】
これに対して、本実施の形態１において、図３１に示すような半導体チップ１の外形よりも大きいワイドエラストマ３４による構造では、半導体チップ１の貼り付け後は図３２，図３３に示すようにワイドエラストマ３４の周辺の突起が半導体チップ１の外に出て、実質的にワイドエラストマ３４の平坦な部分に半導体チップ１が接着されるため、フレキシブル配線基板３の反りが小さく抑えられる。
【０１４６】
さらに、図３３に示すように、接着材８の塗布エリアが広くとれるため、接着材８が行き渡らず不接着になる部分が発生しにくく、また半導体チップ１の周囲に接着材８がまんべんなくにじみ出して接着材しみ出し３５ができるので、周辺封止をしなくても耐湿性や信頼性に優れたパッケージを構成することができる。
【０１４７】
すなわち、ワイドエラストマ３４の周辺の突起の幅は材料の物性値により異なるが、たとえば２００〜３００μｍ程度であり、従って本実施の形態１では図３３に示すように、半導体チップ１のチップサイズより少なくとも突起幅分以上全周に渡って大きい範囲でワイドエラストマ３４を形成しておく。
【０１４８】
また、十分広くワイドエラストマ３４を形成すれば平坦度は向上するが、半導体チップ１のすぐ外周でテープ９を切断しようとすれば、切断ライン３６にてワイドエラストマ３４ごとテープ９を切断し、パッケージ外形を規定する必要がある。
【０１４９】
以上のように、半導体チップ１の外形より大きいワイドエラストマ３４を用いることで、フレキシブル配線基板３の反りを小さく抑えることができるとともに、半導体チップ１の接着性を安定させ、パッケージの耐湿性や信頼性を向上させることができる。
【０１５０】
９．エラストマの溝埋め技術
このエラストマの溝埋め技術の説明において、図３１，図３２は前記で説明したワイドエラストマの構造、半導体チップの貼り付け状態を示す斜視図、図３４は標準エラストマでの半導体チップの貼り付け後の構造を示す斜視図、図３５はその断面図、図３６はワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け後の構造を示す斜視図、図３７はその断面図、図３８はメタルマスク印刷の概念を示す断面図、図３９は標準エラストマのメタルマスクを示す平面図、図４０はワイドエラストマのメタルマスクを示す平面図、図４１は複数本吊りのワイドエラストマの印刷形状を示す平面図、図４２はワイドエラストマの溝埋めのためのポッティング位置を示す平面図である。
【０１５１】
たとえば、本発明者が検討した技術において、図３４，図３５に示すような標準エラストマ３３の構造では、エラストマ２を図３８に示すようなメタルマスク３７による印刷で構成する場合、図４０に示すメタルマスク３７の印刷エリア開口部３８の吊り部３９が必ず存在するために、テープ吊り部下に半導体チップ１とエラストマ２の壁に囲まれる溝４０（空間）が残る構造となっている。
【０１５２】
従って、このような半導体チップ１とエラストマ２の空間に溝４０が残る構造でウィンドウ開口部２３を樹脂封止すると、封止材６がこの溝４０から漏れてしまうため、前もってこの部分を別にポッティングするなどの方法で目止めしてからウィンドウ開口部２３を封止する必要が生じる。
【０１５３】
このようにメタルマスク３７の印刷の概念は、たとえば標準エラストマ３３の場合には図３９、ワイドエラストマ３４の場合には図４０に示すような印刷する部分のみに印刷エリア開口部３８を有するメタルマスク３７を被印刷物であるフレキシブル配線基板３の所定の位置に位置決めして配置し、スキージ４１により印刷物であるエラストマ２をメタルマスク３７の厚さ分だけ塗り込むことで、所望の範囲に所望の厚さのエラストマ２を形成するものである。
【０１５４】
よって、本実施の形態１においては、前記に示す図３１のようなワイドエラストマ３４を図４０に示すようなメタルマスク３７で印刷し、この場合にメタルマスク３７の印刷エリア開口部３８の吊り部３９を細くしたものでエラストマ２を印刷することにより半導体チップ１とエラストマ２の壁に囲まれた溝４０を細くすることができる。たとえば、メタルマスク３７の吊り部３９の強度から規定される溝４０の幅の最小値は約２００μｍ程度である。
【０１５５】
また、このエラストマ２の主面に接着材８を塗布して半導体チップ１を貼り付けた構造の場合、前記に示す図３２、さらに図３６，図３７に示すように、十分な量の接着材８を塗布しておけば、貼り付け時の圧力により余分な接着材８がこの溝４０を埋め、ウィンドウ開口部２３を閉じた空間とすることができるので、目止めなしでウィンドウ開口部２３の封止をすることができる。
【０１５６】
さらに、溝埋め性を向上するには、メタルマスク３７の吊り部３９を細くして溝４０を狭くすればよいが、メタルマスク３７の強度が低下する問題が副作用となる。そこで、図４１に示すようにそれぞれの片側の吊り部３９を複数本とすることで、溝４０の幅は変えずに、溝４０の本数は増えるものの、メタルマスク３７の強度を上げることも可能である。
【０１５７】
さらに、溝埋め性を向上する目的で、図４２に示すように、半導体チップ１の貼り付け直前にエラストマ２の溝４０のポッティング位置４２に予め樹脂、接着材などをたとえばポッティングして封止材流れ止めのダムを形成しておけば、さらに溝埋め性を向上させることができる。
【０１５８】
また、検討した技術のように、半導体チップ１の貼り付け、ボンディング後、ウィンドウ開口部２３の封止前にポッティングで目止めする場合にしても、溝４０の幅を狭くしておけば封止性は飛躍的に向上させることもできる。
【０１５９】
以上により、特にメタルマスク３７の吊り部３９を細くして、エラストマ２の溝４０を細くすることによって溝埋め性を向上させることができ、さらに複数本の溝４０にしたり、予めポッティング位置４２に封止材流れ止めのダムを形成しておくことにより、一層溝埋め性の向上を可能とすることができる。
【０１６０】
１０．インナーリードボンディング技術
このインナーリードボンディング技術の説明において、図４３は標準リードボンディングによるボンディング部を示す断面図、図４４はスタッドバンプを用いたボンディング部を示す断面図、図４５および図４６ははんだを用いたリード接続を示す断面図および平面図、図４７および図４８ははんだまたはＡｕボールを用いたリード接続を示す断面図および斜視図、図４９はＡｌまたははんだワイヤを用いた接続を示す断面図、図５０はＡｕワイヤを用いた接続を示す断面図である。
【０１６１】
たとえば、本発明者が検討した技術において、図４３に示すようなボンディング構造では、Ａｕめっきを成長させたリード１１をボンディングパッド７に直接打ち着け、超音波熱圧着している。この場合、ボンディング条件が悪い、またはボンディングツール１８の形状が悪かったりするとボンディング強度が低かったり、ボンディングパッド７またはその下などにダメージを受けるなどの問題が発生することが考えられる。
【０１６２】
これに対して、本実施の形態１においては、以下のようなボンディング形態における手段を採用することにより、前記のようなボンディング条件、ボンディングツール１８の形状などが原因となる接合性やダメージなどの問題を解決することができる。
【０１６３】
すなわち、図４４はスタッドバンプ４３を使った例である。この例では、半導体チップ１のボンディングパッド７に予めめっき法、またはボールボンディング法などの方法で形成したスタッドバンプ４３を有する半導体チップ１を使用するのが特徴であり、このスタッドバンプ４３により接合性を向上し、さらにダメージを防ぐ構成となっている。
【０１６４】
また、図４５，図４６ははんだ４４を用いたリード１１の接続例であり、リード１１をはんだ４４で包み込む接続形態を示す。この例は、半導体チップ１のＡｌなどからなるボンディングパッド７と、ＣＳＰの基板となるＴＡＢなどのテープ９の電極とを接続する接続構造の技術である。このときのはんだ４４の供給方法としては、はんだ４４をテープ９のリード１１を包み込むように既に介在させたテープ９を用いて、半導体チップ１のボンディングパッド７と接続させる方法がある。
【０１６５】
このときの接続方法として、ボンダを用いて加圧・加熱することにより接続させる方法においては、ＴＡＢなどのテープ９に介在させたはんだ４４の形状を半導体チップ１のボンディングパッド７に接する面をできるだけ平坦にしてくことが望ましい。また、リフロー炉を用いた接続方法では、はんだペーストもしくはフラックスを半導体チップ１のボンディングパッド７の面にＴＡＢなどのテープ９のはんだ４４と接するように介在させる。
【０１６６】
次に、はんだペーストを用いてはんだ４４を供給する場合は、はんだペーストを半導体チップ１のボンディングパッド７の面に印刷もしくはシリンジを用いて介在させる。このとき、ＴＡＢなどのテープ９は先に接着されていても、後でもどちらでも構わないが、半導体チップ１にテープ９を接着したときにテープ９のリード１１がはんだ４４と接することが前提となる。
【０１６７】
さらに、図４７，図４８は、はんだまたはＡｕボール４５などのスタッドバンプを用いてＴＡＢなどのテープ９のリード１１を上から包み込む形で半導体チップ１のボンディングパッド７上に接続させることを特徴とした接続技術である。
【０１６８】
また、図４９はＡｌまたははんだワイヤ４６を用いて、フレキシブル配線基板３の配線１０と半導体チップ１のボンディングパッド７を接続した例である。さらに、図５０はＡｕワイヤ４７を用いてフレキシブル配線基板３の配線１０と半導体チップ１のボンディングパッド７を接続した例である。このような接続例では、ＴＡＢなどのインナーリードボンディングではなく、一般のワイヤボンディングの概念で接続を可能とすることができる。
【０１６９】
１１．ツールリターンなしでのＳ字形成可能なリード設計技術
このツールリターンなしでのＳ字形成可能なリード設計技術の説明において、図１７は前記で説明した標準Ｓ字リード形成時のボンディングツールの軌跡を示す断面図、図５１はリード設計を説明するための斜視図、図５２はボンディング後のリード変形を示す斜視図、図５３はリード寸法と曲げ応力比との関係を示す説明図、図７６〜図８０は曲げ応力比に応じたリード変形形状を示す断面図である。
【０１７０】
たとえば、本発明者が検討した技術において、前記平面Ｓ字リード２６の形成技術でも説明したように、前記図１７に示すようなリード１１のＳ字形成のためにはボンディングツール１８の横ずらし、すなわちツールリターンを含む特殊なボンディングツール軌跡２５が必要である。
【０１７１】
これに対して、本実施の形態１においては、図５１に示すようなリード１１の寸法において、たとえば図５３に示すような寸法とすれば、曲げ応力比αは所望の1.２〜1.５の範囲となり、ツールリターンなしでボンディングツール１８を垂直に打ち下ろすだけで図５２に示すような好適なリード１１のＳ字形状が形成できる。図５２において、４８はテープ端、４９はテープ側コーナー、５０はチップ側コーナーを示す。
【０１７２】
たとえば、実施の形態の（１）の例では、テーパ長Ｌ１＝１００μｍ、配線長Ｌ２＝３８０μｍ、テーパ幅ｂ１＝６５μｍ、リード幅ｂ２＝３８μｍ、リード厚ｈ＝１８μｍの寸法において曲げ応力比α＝1.２６となる。同様に（２）の例では1.２５、（３）の例では1.２６、（４）の例では1.３１、（５）の例では1.４６となる。
【０１７３】
これに対して、検討した技術においては、たとえば（１）の例ではテーパ長Ｌ１＝１００μｍ、配線長Ｌ２＝２８０μｍ、テーパ幅ｂ１＝６０μｍ、リード幅ｂ２＝３８μｍ、リード厚ｈ＝１８μｍの寸法において曲げ応力比αが1.２〜1.５の範囲外の1.０２となり、（２）の例では1.１３となる。
【０１７４】
このように、曲げ応力比αが1.２〜1.５の範囲では、配線動作の際にリード１１の中間部に曲げ応力が集中するので、緩やかにたわんだ良好な配線状態となる。一方、検討した技術のように曲げ応力比αが1.２未満の場合にはリード１１のテープ端４８に曲げ応力が集中するので、突っ張った状態となり、また1.５を超える場合には、リード１１の中間部にのみ曲げ応力が集中して曲率半径が小さい状態となるので、良好な配線状態とはいえない。
【０１７５】
ここで、具体的に曲げ応力比αに応じたリード変形形状を図７６〜図８０に示す。まず、図７６に示す配線前の初期リード形状に対してボンディングツール１８を垂直に打ち下ろすだけの場合に、たとえばα＜0.９の配線動作の際には、リード１１のテープ端４８に曲げ応力が集中するので、図７７に示すような極端に突っ張った配線状態となる。このため、配線後の温度サイクル時にリード１１に高い繰り返し応力がかかるので、疲労寿命が極端に短くなる。
【０１７６】
また、本発明者が検討した技術のように0.９≦α＜1.２の配線動作の際には、リード１１のテープ端４８に曲げ応力が集中するので、図７８に示すようなやや突っ張った配線状態となる。このため、配線後の温度サイクル時にリード１１に高い繰り返し応力がかかるので、疲労寿命が短くなる。
【０１７７】
これに対して、本実施の形態１のように1.２≦α≦1.５の配線動作の際には、リード１１の中間部に曲げ応力が集中するので、図７９に示すような緩やかにたわんだ配線状態となる。このため、配線後の温度サイクル時にリード１１に高い繰り返し応力が作用しないので、疲労寿命が長くなる。
【０１７８】
さらに、曲げ応力比を大きくした1.５＜αの配線動作の際には、リード１１の中間部のみに曲げ応力が集中するので、図８０に示すような曲率半径が小さい配線状態となる。このため、曲げ部の初期強度が低下するので、配線後の温度サイクル時の疲労寿命が短くなる。
【０１７９】
この結果、本実施の形態１のように1.２≦α≦1.５の範囲で曲げ応力比を設定することで、配線形状が緩やかにたわんだ最適な配線状態となり、かつリード１１の温度サイクル寿命も長くすることができる。
【０１８０】
この曲げ応力比αの定義は、ボンディングツール１８によって、リード１１をボンディングパッド７の直上で押し上げる動作を行った際に、リード１１のテープ側コーナー４９で発生する応力σ１をリード１１のテープ端４８で発生する応力σ０で割った値である。すなわち、曲げ応力比αは、テーパ形状を特徴としたリード１１の寸法から次式で表すことができる。
【０１８１】
α＝σ１／σ０＝ｂ１×（Ｌ２−Ｌ１）／（ｂ２×Ｌ２）
以上により、曲げ応力比αを1.２〜1.５となるようにリード１１の寸法・形状を設計することで、前記の平面Ｓ字リード２６の技術と同様に、ワイヤボンダでの単純な打ち下ろし軌跡によって安定した好適なＳ字形状の配線状態を形成することができる。よって、ソフト改造した特殊なワイヤボンダを必要とせず、ボンディングツール軌跡２５も単純化できるため、ボンディング時のタクトタイム短縮の効果も期待できる。
【０１８２】
１２．Ｎｉめっきレスリード
このＮｉめっきレスリードの技術説明において、図５４はリード接続の接続部を示す断面図、図５５はリードの屈曲部を示す拡大断面図、図５６はＮｉめっきレスリードの屈曲部を示す拡大断面図、図５７はリードの圧着部を示す拡大断面図、図５８はＮｉめっきレスリードの圧着部を示す拡大断面図である。
【０１８３】
たとえば、本発明者が検討した技術において、Ａｕ無垢リードに代わってＣｕコアリードとして表面にＮｉめっき、さらにその表面にＡｕめっきを施すリード１１の断面構造の場合には、Ｎｉめっき層が硬くて脆いため、図５５のようにリード１１の屈曲部でクラック５１が入ったり、図５７のようにボンディングパッド７またはその下にダメージ５２を与えるなどの問題が生じることが考えられる。
【０１８４】
これに対して、本実施の形態１においては、Ｎｉめっきをなくしたリード１１を用いることで、硬度、脆さともに低くなるので、リード自体のクラック５１が起こりにくくなる他、対ボンディング面である半導体チップ１へのダメージ５２も軽減することができる。
【０１８５】
すなわち、図５４のようなリード１１の接続状態において、この図５４のＡ部を拡大した図５５に示すようにＣｕコア５３＋Ｎｉめっき５４＋Ａｕめっき５５の構成のリード１１では、図示するように屈曲部の曲率半径が小さくなるとクラック５１を生じやすく、一方図５６に示すようにリード１１の表面をＮｉめっき５４なしに、たとえばＡｕめっき５５のみとすれば、図５５の場合と同じ曲率のときでもリード１１の屈曲部にクラック５１は発生しにくくなる。
【０１８６】
また、図５４のＢ部を拡大して示す図５７のリード１１の圧着部においても、Ｃｕコア５３＋Ｎｉめっき５４＋Ａｕめっき５５の構成のリード１１では、図示するようにボンディングパッド７の周辺にダメージ５２を生じやすく、一方図５８に示すようにリード１１の表面をＮｉめっき５４なしに、たとえばＡｕめっき５５のみとすれば、同じリードボンディング条件で接合した場合でもダメージ５２は発生しにくくなる。
【０１８７】
以上により、リード１１の構成をＣｕコア５３などの芯材にＡｕめっき５５などのめっき層のみを形成することで、リード１１へのクラック５１の発生を抑えるとともに、半導体チップ１へのダメージ５２を軽減することが可能となる。
【０１８８】
従って、本実施の形態１の半導体集積回路装置によれば、半導体チップ１とほぼ同一サイズのＣＳＰパッケージ技術において、前記において本発明者が検討したパッケージ構造との比較により順に説明したように、１．表配線構造、２．エラストマに対するテープのひさし最適化、３．パッケージの外形寸法最適化、４．平面Ｓ字リード、５．ビームリード、６．ボンディングパッドの周辺ＰＩＱ寸法、７．アンカー配線の改善、８．ワイドエラストマ構造、９．エラストマの溝埋め技術、１０．インナーリードボンディング技術、１１．ツールリターンなしでのＳ字形成可能なリード設計技術、１２．Ｎｉめっきレスリード、のそれぞれの技術項目において優れた効果を得ることができる。
【０１８９】
なお、本実施の形態１では、１．表配線構造を前提として図面およびその技術内容を説明したが、２〜１２までの技術項目については、表配線構造に限定されるものではなく、前記図７に示すような裏配線構造などの一般的なパッケージ構造についても適用可能な技術であり、従って一般的なパッケージ構造に適用しても前記項目毎に説明したような同様の効果を得ることが期待できる。
【０１９０】
また、本実施の形態１のパッケージ構造（図１，図２）においては、エラストマ２が半導体チップ１の外形よりも大きい場合について示したが、逆に図８１に示すようにエラストマ２が半導体チップ１の外形よりも小さい場合には、半導体チップ１、エラストマ２の側面部分を封止材６により覆ったパッケージ構造に形成することで、耐湿性などの向上を可能とすることができる。
【０１９１】
（実施の形態２）
図５９および図６０は本発明の実施の形態２である半導体集積回路装置において、裏配線ソルダレジスト構造を示す断面図および斜視図である。
【０１９２】
本実施の形態２の半導体集積回路装置は、前記実施の形態１と同様にボールグリッドアレイ形式の半導体パッケージとされ、前記実施の形態１との相違点は、表配線構造を前提とした技術ではなく、裏配線構造を前提としてそれを改善するための技術であり、たとえば図５９，図６０に示すように、半導体チップ１の主面上に接着されるエラストマ２（弾性構造体）と、エラストマ２の主面上に接着されるフレキシブル配線基板３（配線基板）との構造において、フレキシブル配線基板３の裏面上にソルダレジスト５６（絶縁膜）が形成されている。
【０１９３】
すなわち、フレキシブル配線基板３は、このフレキシブル配線基板３の基材となるテープ９（基板基材）と、このテープ９の裏面上に接着される配線１０とから構成され、配線１０の裏面側がソルダレジスト５６を介してエラストマ２に接着された構造となっている。このソルダレジスト５６は、たとえば前記実施の形態１と同様に感光性エポキシ樹脂などによる絶縁材料から構成されている。
【０１９４】
ここで、本実施の形態２の半導体集積回路装置のパッケージ構造の特徴を、本発明者が検討した技術としてのパッケージ構造との比較により構造およびプロセスなどを含めて説明する。
【０１９５】
たとえば、本発明者が検討した技術として、前記実施の形態１において図７に示すような裏配線構造では、フレキシブル配線基板３の配線１０の主面上に直接エラストマ２が形成されるため、エラストマ２の低分子量成分などが直接リード１１にブリードし、リード１１のボンディング点までにじんだ場合には、その汚染により極端にボンディング性（配線接合強度）が低下するなどの問題が生じる。
【０１９６】
さらに、直接のリード１１のめっき面に比較して、リード１１の間で配線１０がエッチアウトされたテープ９の面は、このテープ９と配線１０との間の接着性を向上する意味もありテープ９の面が粗面化されているためにブリードが非常に激しく、表面張力の効果も加わってリード１１のエッジ部で最もブリードが激しい傾向にある。
【０１９７】
また、配線１０がある部分とない部分による配線１０の凹凸がある面にエラストマ２を形成する裏配線構造においては、配線１０と配線１０の隙間などにボイドが残りやすく、信頼性上懸念されるということも考えられる。
【０１９８】
これに対して、本実施の形態２においては、フレキシブル配線基板３の製作工程において、配線１０の形成後に配線１０上にソルダレジスト５６を形成することで、直接エラストマ２が配線１０に接することを防止できる。同じく、テープ９の粗面化へのエラストマ２の接触も防止できる。これにより、エラストマ２の低分子量成分のブリードを抑えることができる。
【０１９９】
さらに、フレキシブル配線基板３の凹凸がある配線１０の面にソルダレジスト５６を塗ることで、配線１０の表面が平坦化され、エラストマ２を形成する時のボイドの巻き込みなどの不具合も回避することができる。
【０２００】
従って、本実施の形態２の半導体集積回路装置によれば、裏配線構造を前提としたＣＳＰの半導体パッケージ技術において、フレキシブル配線基板３の配線１０上にソルダレジスト５６を形成することで、リード１１の汚染を防止してボンディング性の低下を抑制し、さらにボイドのない信頼性の高いパッケージ構造を得ることができる。
【０２０１】
（実施の形態３）
図６１は本発明の実施の形態３である半導体集積回路装置を半導体チップ裏面から見た平面図、図６２は平面図、図６３は断面図、図６４は図６３のＡ部を示す拡大断面図、図６５は配線基板の配線構造を説明するための平面図である。
【０２０２】
本実施の形態３の半導体集積回路装置は、前記実施の形態１および２のような、いわゆるファンイン−センターパッド構造の半導体パッケージに代えて、図６１〜図６５に示すように周辺パッド構造の半導体チップ１ａを用い、さらにこの半導体チップ１ａのボンディングパッドに接続されるはんだバンプ５ａが半導体チップ１ａの外周より内側の領域に配置される、いわゆるファンイン−周辺パッドのパッケージ構造となっている。なお、本実施の形態３においても、前記実施の形態１において説明した１．表配線構造から１２．Ｎｉめっきレスリードまでの技術、さらに実施の形態２で説明した裏配線ソルダレジスト構造のそれぞれの技術項目の特徴が取り入れられた構造となっている。
【０２０３】
すなわち、本実施の形態３の半導体集積回路装置は、たとえば２４ピンのボールグリッドアレイ形式の半導体パッケージとされ、複数のボンディングパッド７ａ（外部端子）が形成された半導体チップ１ａの主面上に、エラストマ２ａ（弾性構造体）、テープ９ａ上に配線１０ａが形成されたフレキシブル配線基板３ａ（配線基板）、ソルダレジスト４ａ（絶縁膜）が設けられ、このソルダレジスト４ａの開口部にはんだバンプ５ａ（バンプ電極）が形成され、ボンディングパッド７ａの形成部分、エラストマ２ａおよびフレキシブル配線基板３ａの側面部分が封止材６ａにより覆われたパッケージ構造となっている。
【０２０４】
半導体チップ１ａは、たとえば図６５に示すように周辺パッド構造とされ、半導体チップ１ａの外周部に沿って複数のボンディングパッド７ａが四角形状に並べられて形成されている。この半導体チップ１ａのボンディングパッド７ａに、一端のリード１１ａが接続されるフレキシブル配線基板３ａの配線１０ａを介して、この配線１０ａの他端のバンプランド１２ａに接合されるはんだバンプ５ａが電気的に接続されている。このはんだバンプ５ａは半導体チップ１ａのボンディングパッド７ａの配列位置より内側の領域に６行×４列で並べられて設けられている。
【０２０５】
従って、本実施の形態３の半導体集積回路装置においても、ファンイン−周辺パッドの半導体パッケージ構造としての違いはあるものの、前記実施の形態１および２で説明したようなそれぞれの技術項目において同様の優れた効果を得ることができる。特に、このファンインのパッケージ構造においては、前記実施の形態１および２と同様に半導体チップ１ａとほぼ同一サイズのＣＳＰの半導体パッケージとすることができる。
【０２０６】
（実施の形態４）
図６６は本発明の実施の形態４である半導体集積回路装置を半導体チップ裏面から見た平面図、図６７は平面図、図６８は断面図、図６９は図６８のＡ部を示す拡大断面図、図７０は配線基板の配線構造を説明するための平面図である。
【０２０７】
本実施の形態４の半導体集積回路装置は、前記実施の形態１および２のような、いわゆるファンイン−センターパッド構造の半導体パッケージに代えて、図６６〜図７０に示すように周辺パッド構造の半導体チップ１ｂを用い、さらにこの半導体チップ１ｂのボンディングパッドに接続されるはんだバンプ５ｂが半導体チップ１ｂの外周より外側の領域に配置される、いわゆるファンアウト−周辺パッドのパッケージ構造となっている。なお、本実施の形態４においても、前記実施の形態１において説明した１．表配線構造から１２．Ｎｉめっきレスリードまでの技術、さらに実施の形態２で説明した裏配線ソルダレジスト構造のそれぞれの技術項目の特徴が取り入れられた構造となっている。
【０２０８】
すなわち、本実施の形態４の半導体集積回路装置は、たとえば８０ピンのボールグリッドアレイ形式の半導体パッケージとされ、複数のボンディングパッド７ｂ（外部端子）が形成された半導体チップ１ｂの主面上に、エラストマ２ｂ（弾性構造体）、テープ９ｂ上に配線１０ｂが形成されたフレキシブル配線基板３ｂ（配線基板）、ソルダレジスト４ｂ（絶縁膜）が設けられ、このソルダレジスト４ｂの開口部にはんだバンプ５ｂ（バンプ電極）が形成され、ボンディングパッド７ｂの形成部分が封止材６ｂにより覆われ、半導体チップ１ｂの側面部分にサポートリング５７ｂが設けられたパッケージ構造となっている。
【０２０９】
半導体チップ１ｂは、たとえば図７０に示すように周辺パッド構造とされ、半導体チップ１ｂの外周部に沿って複数のボンディングパッド７ｂが四角形状に並べられて形成されている。この半導体チップ１ｂのボンディングパッド７ｂに、一端のリード１１ｂが接続されるフレキシブル配線基板３ｂの配線１０ｂを介して、この配線１０ｂの他端のバンプランド１２ｂに接合されるはんだバンプ５ｂが電気的に接続されている。このはんだバンプ５ｂは半導体チップ１ｂのボンディングパッド７ｂの配列位置より外側の領域に四角形状で二列に並べられて設けられている。
【０２１０】
従って、本実施の形態４の半導体集積回路装置においても、ファンアウト−周辺パッドの半導体パッケージ構造としての違いはあるものの、前記実施の形態１および２で説明したようなそれぞれの技術項目において同様の優れた効果を得ることができる。特に、このファンアウトのパッケージ構造においては、前記実施の形態１および２に比べて半導体パッケージのサイズは大きくなるものの、多ピン化に対応したパッケージ構造とすることができる。
【０２１１】
（実施の形態５）
図７１は本発明の実施の形態５である半導体集積回路装置を半導体チップ裏面から見た平面図、図７２は平面図、図７３は断面図、図７４は図７３のＡ部を示す拡大断面図、図７５は配線基板の配線構造を説明するための平面図である。なお、図７５は配線の引き回しを明確にするために、ボンディングパッド、はんだバンプの数などを一部省略し簡略化して示している。
【０２１２】
本実施の形態５の半導体集積回路装置は、前記実施の形態１および２のような、いわゆるファンイン−センターパッド構造の半導体パッケージに代えて、図７１〜図７５に示すように周辺パッド構造の半導体チップ１ｃを用い、さらにこの半導体チップ１ｃのボンディングパッドに接続されるはんだバンプ５ｃが半導体チップ１ｃの外周より内側と外側の両方の領域に配置される、いわゆるファンイン／アウト−周辺パッドのパッケージ構造となっている。なお、本実施の形態５においても、前記実施の形態１において説明した１．表配線構造から１２．Ｎｉめっきレスリードまでの技術、さらに実施の形態２で説明した裏配線ソルダレジスト構造のそれぞれの技術項目の特徴が取り入れられた構造となっている。
【０２１３】
すなわち、本実施の形態５の半導体集積回路装置は、たとえば１１０ピンのボールグリッドアレイ形式の半導体パッケージとされ、複数のボンディングパッド７ｃ（外部端子）が形成された半導体チップ１ｃの主面上に、エラストマ２ｃ（弾性構造体）、テープ９ｃ上に配線１０ｃが形成されたフレキシブル配線基板３ｃ（配線基板）、ソルダレジスト４ｃ（絶縁膜）が設けられ、このソルダレジスト４ｃの開口部にはんだバンプ５ｃ（バンプ電極）が形成され、ボンディングパッド７ｃの形成部分が封止材６ｃにより覆われ、半導体チップ１ｃの側面部分にサポートリング５７ｃが設けられたパッケージ構造となっている。
【０２１４】
半導体チップ１ｃは、たとえば図７５（実際の配置は図７２）に示すように周辺パッド構造とされ、半導体チップ１ｃの外周部に沿って複数のボンディングパッド７ｃが四角形状に並べられて形成されている。この半導体チップ１ｃのボンディングパッド７ｃに、一端のリード１１ｃが接続されるフレキシブル配線基板３ｃの配線１０ｃを介して、この配線１０ｃの他端のバンプランド１２ｃに接合されるはんだバンプ５ｃが電気的に接続されている。このはんだバンプ５ｃは半導体チップ１ｃのボンディングパッド７ｃの配列位置より内側の領域に６行×５列で並べられ、かつ外側の領域に四角形状で二列に並べられて設けられている。
【０２１５】
従って、本実施の形態５の半導体集積回路装置においても、ファンイン／アウト−周辺パッドの半導体パッケージ構造としての違いはあるものの、前記実施の形態１および２で説明したようなそれぞれの技術項目において同様の優れた効果を得ることができる。特に、このファンイン／アウトのパッケージ構造においては、前記実施の形態１および２に比べて半導体パッケージのサイズは大きくなるものの、多ピン化に対応したパッケージ構造とすることができる。
【０２１６】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態１〜５に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０２１７】
たとえば、前記実施の形態においては、いわゆるセンタパッド−ファンイン、周辺パッド−ファンイン、周辺パッド−ファンアウト、周辺パッド−ファンイン／アウト構造のそれぞれの半導体パッケージについて説明したが、センタパッド−ファンアウトまたはセンタパッド−ファンイン／アウト構造の半導体パッケージについても適用可能である。
【０２１８】
また、半導体パッケージの外部接続端子としてのはんだバンプ、このはんだバンプに電気的に接続される半導体チップの外部端子であるボンディングパッドの数については、前記実施の形態で説明したものに限られるものではなく、半導体チップ上に形成される集積回路などのパッケージ仕様に応じて適宜変更可能である。
【０２１９】
さらに、弾性構造体としてのエラストマ、配線基板としてのフレキシブル配線基板のテープ、配線およびリードのめっき、絶縁膜としてのソルダレジスト、バンプ電極としてのはんだバンプなどの材料についても、それぞれの特性を備えている他の材料を用いる場合などについても適用可能であることはいうまでもない。
【０２２０】
たとえば、ソルダレジストとしては、メラミン、アクリル、ポリスチロール、ポリイミドのほか、ポリウレタン、シリコーンなどの材料を挙げられ、はんだ付け温度に耐え、同時にフラックスと洗浄溶剤にさらされることに耐える性質を持っていることが必要となる。
【符号の説明】
【０２２１】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ 半導体チップ
２，２ａ，２ｂ，２ｃ エラストマ（弾性構造体）
３，３ａ，３ｂ，３ｃ フレキシブル配線基板（配線基板）
４，４ａ，４ｂ，４ｃ ソルダレジスト（絶縁膜）
５，５ａ，５ｂ，５ｃ はんだバンプ（バンプ電極）
６，６ａ，６ｂ，６ｃ 封止材
７，７ａ，７ｂ，７ｃ ボンディングパッド（外部端子）
８ 接着材
９，９ａ，９ｂ，９ｃ テープ（基板基材）
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 配線
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ リード
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ バンプランド
１３ チップサイズパッケージ
１４ 一般パッケージ
１５ 実装基板
１６ 外部接続端子
１７ はんだボール
１８ ボンディングツール
１９ ディスペンサ
２０ 第１配線
２１ 第２配線
２２ ビアホール
２３ ウィンドウ開口部
２４ 標準Ｓ字リード
２５ ボンディングツール軌跡
２６ 平面Ｓ字リード
２７ ノッチ
２８ ビームリード
２９ パッシベーション
３０ パッシベーション開口部
３１ 標準アンカー配線
３２ 拡大アンカー配線
３３ 標準エラストマ
３４ ワイドエラストマ
３５ 接着材しみ出し
３６ 切断ライン
３７ メタルマスク
３８ 印刷エリア開口部
３９ 吊り部
４０ 溝
４１ スキージ
４２ ポッティング位置
４３ スタッドバンプ
４４ はんだ
４５ はんだまたはＡｕボール
４６ Ａｌまたははんだワイヤ
４７ Ａｕワイヤ
４８ テープ端
４９ テープ側コーナー
５０ チップ側コーナー
５１ クラック
５２ ダメージ
５３ Ｃｕコア
５４ Ｎｉめっき
５５ Ａｕめっき
５６ ソルダレジスト（絶縁膜）
５７ｂ，５７ｃ サポートリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置技術に関し、特に小型、軽量、薄型化の動きが活発化してきている携帯電話機やハンディタイプのパーソナルコンピュータなどの携帯機器に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化、高性能化とともに、小型、軽量、薄型化の動きが活発化してきている。これは、最近の携帯電話機やハンディタイプのパーソナルコンピュータなどの携帯機器の急増によるところが大きい。また、個人で操作する機器のマン・マシンインタフェース的役割が増し、取り扱いの容易性や操作性が益々重要視されるようになってきている。今後、本格的なマルチメディア時代の到来とともに、この傾向は一層強まるものと思われる。
【０００３】
こうした状況の中で、半導体チップの高密度化、高集積化の進展は止まるところを知らず、半導体チップの大型化や多電極化が進み、パッケージは急激に大型化してきている。このため、一方ではパッケージの小型化を進めるために端子リードの狭ピッチ化も加速し、これとともにパッケージの実装も急速に難しくなってきている。
【０００４】
そこで、近年、半導体チップと同面積の超多ピン、高密度パッケージが提案されてきており、たとえば日経ＢＰ社、１９９４年５月１日発行の「日経マイクロデバイス」Ｐ９８〜Ｐ１０２（非特許文献１）、同じく１９９５年２月１日発行の「日経マイクロデバイス」Ｐ９６〜Ｐ９７（非特許文献２）、工業調査会、平成７年４月１日発行の「電子材料」Ｐ２２〜Ｐ２８（非特許文献３）などの文献に記載されるパッケージ技術などが挙げられる。
【０００５】
これらのパッケージ技術における構造の一例は、たとえば半導体チップの表面上にエラストマを介してフレキシブル配線基板が設けられ、前記フレキシブル配線基板の配線の一端側であるリードが前記半導体チップの表面上のボンディングパッドと電気的に接続され、かつ前記フレキシブル配線基板の配線の他端側であるバンプランドがはんだバンプと電気的に接続されるパッケージ構造となっている。
【０００６】
このパッケージ構造は、外形寸法が半導体チップと同じ、または必要に応じて付ける保護枠分だけ大きい程度であり、はんだバンプが形成されたフレキシブル配線基板が用いられている。この配線基板の配線パターンは、ＡｕめっきＣｕ箔で形成され、先端部はＣｕがエッチングされてＡｕリードになっている。このフレキシブル配線基板を半導体チップの表面にエラストマで接着した上で、Ａｕリードを半導体チップのボンディングパッドに接続する構造となっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日経ＢＰ社、１９９４年５月１日発行の「日経マイクロデバイス」Ｐ９８〜Ｐ１０２
【非特許文献２】日経ＢＰ社、１９９５年２月１日発行の「日経マイクロデバイス」Ｐ９６〜Ｐ９７
【非特許文献３】工業調査会、平成７年４月１日発行の「電子材料」Ｐ２２〜Ｐ２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前記のようなパッケージ構造において、本発明者が検討したところによれば、以下のようなことが考えられる。たとえば、前記のパッケージ構造におけるフレキシブル配線基板は、配線基板の配線面にエラストマを形成する、いわゆる裏配線構造を採用しているために、フレキシブル配線基板上の配線パターンの凹凸が要因となってエラストマを均一に安定して搭載することが難しくなっている。
【０００９】
すなわち、エラストマをフレキシブル配線基板上に塗布または貼り付ける際に、配線パターンの凸部の両側にエラストマが充填されないボイドが形成されたり、さらにエラストマの寸法形状が安定しないために半導体チップの接着工程も安定して行うことができないという問題点の生じることも考えられる。
【００１０】
そこで、本発明の一つの目的は、表配線構造の採用によって弾性構造体を高精度に安定して配線基板に搭載し、半導体チップの接着工程を安定させて歩留まりの高い組み立てを行うことができる半導体集積回路装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の一つの目的は、複数配線層構造の採用によって耐ノイズ性などの面で優れた電気特性を得ることができる半導体集積回路装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の一つの目的は、表配線構造、複数配線層構造を種々のタイプ、バリエーションのパッケージ構造に適用することにある。
【００１３】
本発明の一つの目的は、基板基材のひさし最適化によって弾性構造体の成分による配線の汚染を防止することにある。
【００１４】
本発明の一つの目的は、パッケージ外形寸法の最適化によって半導体チップの損傷防止、半導体チップの信頼性向上、さらに弾性構造体と半導体チップとの接着不良、配線基板の平坦度の悪化、信頼性の低下を防止することにある。
【００１５】
本発明の一つの目的は、平面Ｓ字配線構造によってソフト改造した特殊なワイヤボンダを必要とせず、さらにボンディングツールの軌跡を単純化してボンディング時のタクトタイム短縮の効果を得ることにある。
【００１６】
本発明の一つの目的は、片持ち梁配線構造によって配線の切断時における問題を解決することにある。
【００１７】
本発明の一つの目的は、半導体チップの外部端子周辺のパッシベーション開口部の拡大によって、パッシベーションまたはその下の半導体チップへのダメージを低減し、さらに配線の汚染防止によるボンディング性を向上させることにある。
【００１８】
本発明の一つの目的は、配線のノッチ終端側の配線部の有効面積を大きくすることによって配線と基板基材間の接着強度を増し、安定したノッチ切断性を得ることにある。
【００１９】
本発明の一つの目的は、弾性構造体の拡張構造によって配線基板の反りを抑え、さらに接着材による接着性を向上させ、また耐湿性や信頼性に優れたパッケージを構成することにある。
【００２０】
本発明の一つの目的は、弾性構造体の溝埋め技術によって溝埋め性を向上させ、また片側吊り部を複数本とすることによってメタルマスクの強度を上げることができ、さらに封止材流れ止め用のダムの形成によって一層溝埋め性を向上させることにある。
【００２１】
本発明の一つの目的は、インナーリードのボンディング技術において、接合性を向上し、さらに半導体チップに対するダメージを防ぐことにある。
【００２２】
本発明の一つの目的は、曲げ応力比を考慮した配線設計によってボンディングツールのリターンなしで、ボンディングツールを垂直に打ち下ろすだけで好適なＳ字形状を形成することにある。
【００２３】
本発明の一つの目的は、導電材料の芯材とＡｕめっきによる配線構造によって配線自体のクラックを起こりにくくし、また半導体チップへのボンディングダメージを軽減することにある。
【００２４】
本発明の一つの目的は、配線上への絶縁材料の形成によって弾性構造体低分子量成分のブリードを抑え、さらに表面が平坦化されることで弾性構造体形成時のボイドの巻き込みなどの不具合を回避することにある。
【００２５】
本発明の一つの目的は、半導体集積回路装置の製造方法において、表配線構造の採用によって絶縁膜への穴径加工精度を高くすることにある。
【００２６】
本発明の一つの目的は、半導体集積回路装置の製造方法において、表配線構造の採用により絶縁膜を薄く安定して塗布することによって小さいバンプ電極を良好に接合でき、さらにバンプ電極の配列ピッチが小さくできるので、より高密度な出力端子を有する半導体パッケージを構成することにある。
【００２７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００２９】
すなわち、本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、以下の工程を含むことを特徴とする：
（ａ）表面、前記表面と反対側の裏面、前記表面から前記裏面に貫通する開口部、前記裏面において前記開口部の隣の第１領域に形成された第１バンプランド、前記裏面において前記第１領域に形成され、前記第１バンプランドの隣に形成された第２バンプランド、前記裏面において前記第１領域とは前記開口部を介して反対側の第２領域、及び前記裏面において前記第１バンプランドと前記第２バンプランドとを連結し、前記開口部と交差するように形成された第１リードを有する配線基板を準備する工程；
（ｂ）主面、及び前記主面に形成された第１ボンディングパッドを有する半導体チップを、前記主面が前記配線基板の前記表面と対向し、前記第１ボンディングパッドが前記配線基板の前記開口部内に位置するように、前記配線基板の前記表面上に搭載する工程；
（ｃ）前記配線基板の前記開口部において、ボンディングツールを前記第１リードに押し当てることで前記第１リードを前記半導体チップの前記第１ボンディングパッドに接続し、前記第１リードを前記第２バンプランドから電気的に切断する工程；
ここで、
前記（ａ）工程では、前記第１バンプランドは、前記第１リードのうちの前記第２領域に形成された部分を介して前記第２バンプランドと連結している。
【００３０】
また、本発明の一つの半導体集積回路装置は、半導体チップの主面上に弾性構造体を介して配線基板を設け、前記配線基板の配線の一端部を前記半導体チップの主面上の外部端子と電気的に接続させ、また、前記配線基板の配線の他端部であるランド部をバンプ電極と電気的に接続してなる半導体集積回路装置であって、前記配線基板の配線は、ノッチを有し、前記ノッチの終端側の配線には、有効面積を前記配線より大きく形成されたアンカー配線が形成されているものである。
【００３１】
さらに、本発明の半導体集積回路装置においては、前記アンカー配線は、前記配線の延在する方向と交差する方向に形成されているか、あるいは、隣接する配線と連結するように形成されているものである。
【００３２】
なお、本発明の他の半導体集積回路装置は、半導体チップの主面上に弾性構造体を介して配線基板を設け、前記配線基板の配線の一端側であるリード部を撓ませた状態で前記半導体チップの主面上の外部端子と電気的に接続させ、かつ前記配線基板の配線の他端側であるランド部をバンプ電極と電気的に接続させてなる半導体集積回路装置に適用して、前記配線基板は基板基材の主面上に前記配線が形成されて、前記基板基材の裏面側に前記弾性構造体を配置させ、かつ前記配線の主面上に絶縁膜を形成させてなる、いわゆる表配線構造を採用したパッケージ構造とするものである。特に、前記配線基板の配線を複数の配線層構造とするようにしたものである。
【００３３】
さらに、前記半導体チップの外部端子を半導体チップの中央部または外周部に配置させて、前記半導体チップの外部端子に前記配線基板の配線を介して接続される前記バンプ電極を、前記半導体チップの外周より内側、外側または内側と外側との両領域に配置させるようにしたものである。
【００３４】
また、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体チップの外部端子側における前記弾性構造体の端部と前記配線基板の基板基材の端部との寸法を、前記弾性構造体の成分または物理的特性に基づいて設定するものである。
【００３５】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体集積回路装置の外周部側における前記配線基板の基板基材の端部と前記弾性構造体の端部との距離をＭ２、前記半導体チップの端部と前記基板基材の端部との距離をＭ１とする場合に、
Ｍ１＞Ｍ２＞０
の関係を満たす範囲で前記Ｍ２と前記Ｍ１とを設定するものである。
【００３６】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記配線基板の配線を、前記配線基板の基板基材との固定部分と前記半導体チップの外部端子に接続される先端部分とを少なくとも前記配線の幅以上変位された形状に形成するものである。
【００３７】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記配線基板の配線を、前記配線基板の基板基材に一方が固定された片持ち梁構造に形成するものである。
【００３８】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体チップ上の表面保護膜の開口部の端部を、少なくともボンディングツールを打ち下ろす側において、前記ボンディングツールを打ち下ろしたときに前記配線が前記表面保護膜に干渉しない範囲の寸法に設定するものである。
【００３９】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記配線基板の配線を、前記配線のノッチ終端側における配線部分の有効面積を大きく形成するものである。特に、前記ノッチ終端側の配線部分を、対向する配線のランド部につなげたり、配線の空き領域に縦方向または横方向に延長させたり、あるいは隣接する配線同士を連結させるようにしたものである。
【００４０】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記弾性構造体を、前記半導体チップの外形寸法に比べて、少なくとも前記弾性構造体に形成される外周部突起幅分以上で全周に渡って大きい範囲で形成するものである。
【００４１】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記弾性構造体を前記半導体チップの外部端子上に接着しないように分割して形成する場合に、前記分割された弾性構造体の対向する空間のそれぞれの端部を溝状に形成するものである。特に、前記弾性構造体のそれぞれの端部に形成される溝を複数本で形成したり、前記分割された弾性構造体の対向する空間のそれぞれの端部の溝には、封止工程の際に予め封止材流れ止め用のダムを形成するようにしたものである。
【００４２】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体チップの外部端子と前記配線基板の配線との接続構造を、予め前記半導体チップの外部端子にスタッドバンプを形成して、前記スタッドバンプを介して前記半導体チップの外部端子と前記配線基板の配線とを接続するものである。
【００４３】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体チップの外部端子と前記配線基板の配線との接続構造を、予め前記配線基板の配線を包み込むようにはんだを供給して、前記はんだを介して前記半導体チップの外部端子と前記半導体チップの外部端子とを接続するものである。
【００４４】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体チップの外部端子と前記配線基板の配線との接続構造を、前記配線基板の配線を上部から包み込むようなはんだまたはＡｕボールのスタッドバンプを用いて、前記スタッドバンプを介して前記配線基板の配線と前記半導体チップの外部端子とを接続するものである。
【００４５】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記半導体チップの外部端子と前記配線基板の配線との接続構造を、Ａｌ、はんだまたはＡｕワイヤを用いて前記配線基板の配線と前記半導体チップの外部端子とを接続するものである。
【００４６】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記配線基板の配線構造を、前記配線の幅寸法を前記配線基板の基板基材の端部から配線先端に向けてしだいに細くし、前記基板基材の端部において生ずる曲げ応力σ０に対して、前記基板基材の端部と配線先端部との中間で生ずる最大応力σ１としたときの曲げ応力比αが、
α＝σ１／σ０
また特に所定の位置から一定の幅寸法となるように形成して、テーパ長をＬ１、配線長をＬ２、テーパ幅をｂ１、配線幅をｂ２としたときの曲げ応力比αが、
α＝ｂ１×（Ｌ２−Ｌ１）／（ｂ２×Ｌ２）
で示される場合に、前記曲げ応力比αが1.２〜1.５となるように前記配線の寸法および形状を設定するものである。
【００４７】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記配線基板の配線構造を、導電材料を芯材として表面にＡｕめっきを施すものである。
【００４８】
さらに、本発明の一つの半導体集積回路装置は、前記配線基板は基板基材の裏面上に前記配線が形成されて、前記配線の裏面上に絶縁膜を形成させ、前記絶縁膜の裏面側に前記弾性構造体を配置するものである。
【００４９】
また、本発明の一つの半導体集積回路装置の製造方法は、前記基板基材上に配線が形成された配線基板の裏面上に弾性構造体を形成する工程と、前記弾性構造体の裏面上に前記配線のリード部と半導体チップの外部端子との相対位置が一致するように前記半導体チップを接着する工程と、前記配線のリード部を前記半導体チップの外部端子に接続する工程と、前記半導体チップの外部端子と前記配線との接続部分を樹脂封止する工程と、前記半導体チップの外周よりやや外側において前記配線基板の基板基材を切断する工程と、前記配線の主面上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の前記配線のランド部とバンプ電極とが接合される位置に開口部を形成する工程と、前記開口部を介して前記配線のランド部に接合させてバンプ電極を形成する工程とからなるものである。
【００５０】
特に、前記絶縁膜の開口部を、前記絶縁膜を形成する工程において、前記絶縁膜の材料の塗布範囲を規定することにより形成したり、前記絶縁膜の厚さを、前記絶縁膜を形成する工程において、前記絶縁膜の材料の塗布条件を規定することにより設定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００５１】
本願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。
【００５２】
(1).配線基板の基板基材の裏面側に弾性構造体を配置し、かつ基板基材の主面上に形成された配線の主面上に絶縁膜を形成する表配線構造を採用することで、基板基材裏面の平坦な面に弾性構造体を配置するので、弾性構造体をより高精度に安定してボイドレスで基材基材に搭載することができ、さらに弾性構造体の寸法形状が安定するので、半導体チップの接着工程も安定し、歩留まりの高い組み立てを行うことが可能となる。
【００５３】
(2).配線基板の配線を複数の配線層構造とすることで、信号配線層と電源・グランド配線層とを異なる層に分離することができるので、耐ノイズ性などの面で優れた電気特性を得ることが可能となる。
【００５４】
(3).半導体チップの外部端子を中央部または周辺部に配置し、かつこの外部端子に接続されるバンプ電極を半導体チップの外周より内側、外側またはその両方の領域に配置することができるので、種々のタイプ、バリエーションのパッケージ構造に適用することが可能となる。
【００５５】
(4).半導体チップの外部端子側における弾性構造体の端部と配線基板の基板基材の端部との寸法を弾性構造体の成分または物理的特性に基づいて設定することで、弾性構造体に対する基板基材のひさしを最適化することができるので、バンプ電極の高さばらつきを悪化させたり、弾性構造体の開口部封止領域が広くなることによる封止材が埋めにくくなることなく、弾性構造体のブリード成分や揮発成分による配線の汚染を防止することが可能となる。
【００５６】
(5).半導体集積回路装置の外周部側における配線基板の基板基材の端部と弾性構造体の端部との距離Ｍ２、半導体チップの端部と基板基材の端部との距離Ｍ１の関係をＭ１＞Ｍ２＞０の範囲で設定することで、パッケージの外形寸法を最適化することができるので、パッケージ最外周が半導体チップになることがないので、組み立て工程、ソケット抜き差し、トレイ搬送途中などにチップクラックを誘発する可能性が小さくなり、半導体チップの回路面が外に出ることがないために信頼性を向上させることができ、さらに印刷後の弾性構造体の周辺突起が半導体チップの接着部にかかることがないので貼り付けの際の接着不良、配線基板の平坦度の悪化、信頼性の低下を防止することが可能となる。
【００５７】
(6).配線基板の配線を基板基材との固定部分と半導体チップの外部端子に接続される先端部分とが少なくとも配線の幅以上変位された形状に形成することで、平面的にＳ字配線とすることができるので、一般のワイヤボンダでの単純な打ち下ろし軌跡によってもともとの平面Ｓ字形状によるところのたるみができるので安定した好適なＳ字形状リードを形成することができ、ソフト改造した特殊なワイヤボンダを必要とせず、安定したリードのＳ字形状が形成でき、さらにボンディングツールの軌跡も単純化できるためにボンディング時のタクトタイムの短縮も可能となる。
【００５８】
(7).配線基板の配線を基板基材に一方が固定された片持ち梁構造に形成することで、ビーム配線とすることができるので、ノッチ入りの配線のようにノッチの太さが変化してボンディング時に切断できない、切断できたとしても所望のノッチと異なる部分で切れる、あるいは細くなりすぎて配線基板のめっき工程前に切れてしまってめっきが着かないなどの問題を解決することが可能となる。
【００５９】
(8).半導体チップ上の表面保護膜の開口部の端部をボンディングツールを打ち下ろしたときに配線が表面保護膜に干渉しない範囲の寸法に設定することで、打ち下ろしで半導体チップ上の表面保護膜または半導体チップにダメージを受けたり、リード下面のボンディング部に表面保護膜の成分が付着して汚染し、ボンディング性を悪化させるなどの問題を解決することが可能となる。
【００６０】
(9).配線基板の配線のノッチ終端側における配線を対向する配線のランド部につなげたり、配線の空き領域に縦方向または横方向に延長したり、または隣接する配線同士を連結することで、配線部分の有効面積を大きくすることができるので、配線と基板基材間の接着強度を増し、安定したノッチ切断性を得ることが可能となる。
【００６１】
(10).弾性構造体を半導体チップの外形寸法に比べて少なくとも弾性構造体に形成される外周部突起幅分以上で全周に渡って大きい範囲で形成することで、ワイド弾性構造体構造とすることができるので、半導体チップの貼り付け後は弾性構造体周辺の突起が半導体チップの外に出て実質的に弾性構造体の平坦な部分に接着されるために配線基板の反りが小さく抑えられ、さらに接着材の塗布エリアが広くとれるために接着材が行き渡らず不接着になる部分が発生しにくく、半導体チップの周囲にまんべんなくにじみ出すので周辺封止をしなくても耐湿性や信頼性に優れたパッケージを構成することが可能となる。
【００６２】
(11).弾性構造体を半導体チップの外部端子上に接着しないように分割して形成する場合に、この分割された弾性構造体の対向する空間のそれぞれの端部を溝状に形成することで、弾性構造体の溝埋め技術においてメタルマスク吊り部を細くして弾性構造体の溝を細くすることができるので、弾性構造体の溝埋め性を向上させることが可能となる。
【００６３】
(12).弾性構造体のそれぞれの端部に形成される溝を複数本で形成することで、この溝を形成するメタルマスクの強度を上げることが可能となる。
【００６４】
(13).分割された弾性構造体の対向する空間のそれぞれの端部の溝に予め封止材流れ止め用のダムを形成することで、封止工程における溝埋め性をさらに向上させることが可能となる。
【００６５】
(14).予め半導体チップの外部端子にスタッドバンプを形成し、このスタッドバンプを介して半導体チップの外部端子と配線基板の配線とを接続することで、インナーリードのボンディング技術において接合性やダメージなどの問題を解決し、スタッドバンプにより接合性を向上させ、さらにダメージを防ぐことが可能となる。
【００６６】
(15).予め配線基板の配線を包み込むようにはんだを供給し、このはんだを介して半導体チップの外部端子と半導体チップの外部端子とを接続することで、ボンディング技術における接合性の向上およびダメージの抑制が可能となる。
【００６７】
(16).配線基板の配線を上部から包み込むようなはんだ、Ａｕなどのスタッドバンプを用い、このスタッドバンプを介して配線基板の配線と半導体チップの外部端子とを接続することで、ボンディング技術における接合性の向上およびダメージの抑制が可能となる。
【００６８】
(17).Ａｌ、はんだまたはＡｕワイヤを用いて配線基板の配線と半導体チップの外部端子とを接続することで、接合性やダメージなどの問題を解決し、ＴＡＢのようなインナーリードボンディングではなく、一般のワイヤボンディングの概念での接続を実現することが可能となる。
【００６９】
(18).配線基板の配線の幅寸法を配線基板の基板基材の端部から配線先端に向けてしだいに細くし、所定の位置から一定の幅寸法となるように形成して、曲げ応力比αを1.２〜1.５となるように配線の寸法および形状を設定することで、ボンディングツールのリターンなしで、ボンディングツールを垂直に打ち下ろすだけで好適なＳ字形状が形成できるので、ソフト改造した特殊なワイヤボンダを必要とせず、安定したリードのＳ字形状が形成でき、さらにボンディングツールの軌跡も単純化できるためにボンディング時のタクトタイムの短縮も可能となる。
【００７０】
(19).配線基板の配線構造を導電材料を芯材として表面にＡｕめっきのみを施すことで、たとえばＣｕなどの導電材料の芯材とＡｕめっきとの間にＮｉめっきを施すような場合に比べてリードの硬度、脆さともに低くなるのでリード自体のクラックが起こりにくくなるほか、対ボンディング面である半導体チップへのダメージも軽減することが可能となる。
【００７１】
(20).配線基板の基板基材の裏面上に配線を形成し、かつこの配線の裏面上に絶縁膜を形成して、絶縁膜の裏面側に弾性構造体を配置することで、裏配線絶縁膜構造とすることができるので、直接、弾性構造体が配線に接することを防止でき、かつ基板基材の粗面化への弾性構造体の接触も防止できるので弾性構造体の低分子量成分のブリードを抑えることができ、さらに凹凸がある配線面に絶縁膜を塗ることで表面が平坦化され、弾性構造体形成時のボイドの巻き込みなどの不具合を回避することが可能となる。
【００７２】
(21).表配線構造において、絶縁膜の開口部を絶縁膜材料の塗布範囲を規定することによって形成することで、裏配線構造の配線基板の基板基材に機械加工によって開口部を開ける場合に比べて、より一層、穴径加工精度の向上が可能となる。
【００７３】
(22).表配線構造において、絶縁膜の厚さを絶縁膜材料の塗布条件を規定することによって設定することで、基板基材に比べて、より一層、薄い厚さで安定して塗布し、小さい径で高密度に配置されるバンプランドの形成をすることができるので、より小さいバンプ電極を良好に接合することが可能となる。
【００７４】
(23).表配線構造は裏配線構造に比較してバンプ電極の配列ピッチを小さくできるので、より高密度な出力端子を有する半導体パッケージを構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１である半導体集積回路装置を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、図１のＡ−Ａ’切断線における断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置の実装基板への実装状態を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置の実装基板への実装状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置の組み立て工程を示すフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、表配線構造を示す要部断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、裏配線構造を示す要部断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、両面配線を示す要部断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ウィンドウ開口部を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、図９のウィンドウ開口部を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ウィンドウ開口部および半導体チップのエッジ部の寸法説明のための断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、印刷後のエラストマの凹みを示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、半導体チップ貼り付け後のテープの反りを示す断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、平面Ｓ字リードを示す平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、図１４のＢ矢視断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、図１４のＡ矢視断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準Ｓ字リード形成時のボンディングツールの軌跡を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、平面Ｓ字リード形成時のボンディングツールの軌跡を示す断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ノッチリードおよびビームリードを説明するための平面図である。
【図２０】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、図１９のＡ部におけるノッチリードを示す平面図である。
【図２１】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ビームリードを示す平面図である。
【図２２】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リードボンディング部を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リードボンディング部を示す平面図である。
【図２４】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、図２２のＡ部におけるツールの着地点を拡大して示す断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、パッシベーション開口寸法を改良したボンディング部を示す断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、双方向リードのボンディング部を示す平面図である。
【図２７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準アンカー配線を示す平面図である。
【図２８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、改善アンカー配線を示す平面図である。
【図２９】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準エラストマの構造を示す斜視図である。
【図３０】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準エラストマでの半導体チップの貼り付け状態を示す斜視図である。
【図３１】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマの構造を示す斜視図である。
【図３２】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け状態を示す斜視図である。
【図３３】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け状態を示す断面図である。
【図３４】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準エラストマでの半導体チップの貼り付け後の構造を示す斜視図である。
【図３５】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準エラストマでの半導体チップの貼り付け後の構造を示す断面図である。
【図３６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け後の構造を示す斜視図である。
【図３７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け後の構造を示す断面図である。
【図３８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、メタルマスク印刷の概念を示す断面図である。
【図３９】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準エラストマのメタルマスクを示す平面図である。
【図４０】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマのメタルマスクを示す平面図である。
【図４１】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、複数本吊りのワイドエラストマの印刷形状を示す平面図である。
【図４２】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ワイドエラストマの溝埋めのためのポッティング位置を示す平面図である。
【図４３】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、標準リードボンディングによるボンディング部を示す断面図である。
【図４４】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、スタッドバンプを用いたボンディング部を示す断面図である。
【図４５】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、はんだを用いたリード接続を示す断面図である。
【図４６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、はんだを用いたリード接続を示す平面図である。
【図４７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、はんだまたはＡｕボールを用いたリード接続を示す断面図である。
【図４８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、はんだまたはＡｕボールを用いたリード接続を示す斜視図である。
【図４９】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、Ａｌまたははんだワイヤを用いた接続を示す断面図である。
【図５０】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、Ａｕワイヤを用いた接続を示す断面図である。
【図５１】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リード設計を説明するための斜視図である。
【図５２】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、ボンディング後のリード変形を示す斜視図である。
【図５３】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リード寸法と曲げ応力比との関係を示す説明図である。
【図５４】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リード接続の接続部を示す断面図である。
【図５５】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リードの屈曲部を示す拡大断面図である。
【図５６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、Ｎｉめっきレスリードの屈曲部を示す拡大断面図である。
【図５７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、リードの圧着部を示す拡大断面図である。
【図５８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、Ｎｉめっきレスリードの圧着部を示す拡大断面図である。
【図５９】本発明の実施の形態２である半導体集積回路装置において、裏配線ソルダレジスト構造を示す断面図である。
【図６０】本発明の実施の形態２である半導体集積回路装置において、裏配線ソルダレジスト構造を示す斜視図である。
【図６１】本発明の実施の形態３である半導体集積回路装置を半導体チップ裏面から見た平面図である。
【図６２】本発明の実施の形態３である半導体集積回路装置を示す平面図である。
【図６３】本発明の実施の形態３である半導体集積回路装置を示す断面図である。
【図６４】本発明の実施の形態３における半導体集積回路装置において、図６３のＡ部を示す拡大断面図である。
【図６５】本発明の実施の形態３における半導体集積回路装置において、配線基板の配線構造を説明するための平面図である。
【図６６】本発明の実施の形態４である半導体集積回路装置を半導体チップ裏面から見た平面図である。
【図６７】本発明の実施の形態４である半導体集積回路装置を示す平面図である。
【図６８】本発明の実施の形態４である半導体集積回路装置を示す断面図である。
【図６９】本発明の実施の形態４における半導体集積回路装置において、図６８のＡ部を示す拡大断面図である。
【図７０】本発明の実施の形態４における半導体集積回路装置において、配線基板の配線構造を説明するための平面図である。
【図７１】本発明の実施の形態５である半導体集積回路装置を半導体チップ裏面から見た平面図である。
【図７２】本発明の実施の形態５である半導体集積回路装置を示す平面図である。
【図７３】本発明の実施の形態５である半導体集積回路装置を示す断面図である。
【図７４】本発明の実施の形態５における半導体集積回路装置において、図７３のＡ部を示す拡大断面図である。
【図７５】本発明の実施の形態５における半導体集積回路装置において、配線基板の配線構造を説明するための平面図である。
【図７６】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、曲げ応力比に応じたリード変形形状を示す断面図である。
【図７７】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、曲げ応力比に応じたリード変形形状を示す断面図である。
【図７８】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、曲げ応力比に応じたリード変形形状を示す断面図である。
【図７９】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、曲げ応力比に応じたリード変形形状を示す断面図である。
【図８０】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、曲げ応力比に応じたリード変形形状を示す断面図である。
【図８１】本発明の実施の形態１における半導体集積回路装置と本発明者が検討した半導体集積回路装置との比較説明において、パッケージ構造の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００７７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１である半導体集積回路装置を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ’切断線における断面図、図３および図４は半導体集積回路装置の実装基板への実装状態を示す平面図および断面図、図５は半導体集積回路装置の組み立て工程を示すフロー図、図６〜図５８，図７６〜図８１は本実施の形態１の半導体集積回路装置の特徴と本発明者が検討した比較例である半導体集積回路装置との比較説明のための図であり、これらの図の説明は後述するそれぞれの技術項目毎に説明する。
【００７８】
まず、図１および図２により本実施の形態１の半導体集積回路装置の構成を説明する。
【００７９】
本実施の形態１の半導体集積回路装置は、たとえば４０ピンのボールグリッドアレイ形式の半導体パッケージとされ、主面上に複数のボンディングパッドが形成された半導体チップ１と、ボンディングパッドの形成部分を除く半導体チップ１の主面上に接着されるエラストマ２（弾性構造体）と、エラストマ２の主面上に接着され、半導体チップ１のボンディングパッドに一端が接続される配線が形成されたフレキシブル配線基板３（配線基板）と、フレキシブル配線基板３の主面上に形成されるソルダレジスト４（絶縁膜）と、ソルダレジスト４の主面上に形成され、このソルダレジスト４の開口部を介して配線の他端に接続されるはんだバンプ５（バンプ電極）とから構成され、半導体チップ１のボンディング部分が樹脂などの封止材６により覆われたパッケージ構造となっている。
【００８０】
半導体チップ１は、たとえば図１に示すようにセンターパッド構造とされ、長手方向の中央部に複数のボンディングパッド７（外部端子）が一列状に形成され、これらのボンディングパッド７は不均一な間隔で並べられている。この半導体チップ１には、たとえばシリコンなどの半導体基板上に記憶回路、論理回路などの所定の集積回路が形成され、これらの回路の外部端子としてＡｌなどの材料からなるボンディングパッド７が設けられている。
【００８１】
エラストマ２は、たとえばシリコーン樹脂などの弾性材料から構成され、半導体チップ１の主面上に対して、ボンディングパッド７が形成された部分を除くように長手方向の両端部に二分割して接着材８を介して接着されている。このエラストマ２は、温度特性試験などにおいて、主に半導体チップ１とパッケージ実装基板との熱膨張係数が異なることに起因するはんだバンプ５に対する応力集中を緩和するために設けられている。
【００８２】
フレキシブル配線基板３は、たとえば図２に示すように、このフレキシブル配線基板３の基材となるテープ９（基板基材）と、このテープ９の主面上に接着される配線１０とから構成され、配線１０の一端のリード１１が半導体チップ１のボンディングパッド７に接続され、他端のバンプランド１２がはんだバンプ５に接続される。このフレキシブル配線基板３においては、テープ９の裏面側がエラストマ２に接着され、また配線１０の主面側にはソルダレジスト４が形成されている。
【００８３】
このフレキシブル配線基板３を構成するテープ９は、たとえばポリイミド樹脂などの材料から構成され、また配線１０には、たとえばＣｕなどの材料が芯材として用いられる。この配線１０のリード１１の部分は、芯材の表面および裏面にＮｉなどの材料によるＮｉめっき層が形成され、さらにこのＮｉめっき層の表面にＡｕなどの材料からなるＡｕめっき層が形成されている。
【００８４】
ソルダレジスト４は、たとえば感光性エポキシ樹脂などによる絶縁材料から構成され、フレキシブル配線基板３の配線１０の主面上に、このソルダレジスト４の開口部を介してはんだバンプ５が配線１０のバンプランドに接続される接続部分を除く所定の範囲に形成されている。
【００８５】
はんだバンプ５は、たとえばＰｂ−Ｓｎ、Ｐｂ−Ｓｎなどを主成分とする合金などの材料から構成され、フレキシブル配線基板３を構成する配線１０のバンプランド１２に接続されている。このはんだバンプ５は、半導体チップ１のボンディングパッド７の両側の領域に分割してそれぞれ二列に並べられて設けられている。
【００８６】
以上のように構成される半導体集積回路装置は、たとえば図３および図４に示すように、ＤＲＡＭなどのチップサイズパッケージ１３の半導体集積回路装置として、メモリコントローラなどの一般パッケージ１４の半導体集積回路装置とともにメモリカードなどの実装基板１５に搭載され、外部接続端子１６を通じて携帯電話機やハンディタイプのパーソナルコンピュータなどの携帯機器に挿脱可能に装着されるようになっている。
【００８７】
次に、本実施の形態１の作用について、始めに図５のプロセスフローに基づいて半導体パッケージの組み立て工程の概要を説明する。
【００８８】
まず、半導体パッケージの組み立てに先立って、たとえばテープ９上に配線１０が形成され、この配線１０の一部をエッチングして形成されたリード１１を有するフレキシブル配線基板３、エラストマ２、所定の集積回路が形成され、外部端子としてのボンディングパッド７が設けられた半導体チップ１、封止材６、フラックス、はんだボール１７を形成するはんだなどを用意する。
【００８９】
このフレキシブル配線基板３は、たとえばＴＡＢ（テープオートメーテッドボンディング）テープのような、ポリイミド樹脂からなるテープ９の上に薄い金属を接着などで形成し、写真技術を用いて金属上に必要なパターンをレジストにより形成した後、エッチングにより必要な配線１０（リード１１も含む）を形成し、さらにその表面にＮｉ，Ａｕのめっき処理を施すことにより作ることができる。
【００９０】
そして、フレキシブル配線基板３のテープ９上に、たとえばエラストマ２を印刷により５０〜１５０μｍの厚さに形成し、さらにそのエラストマ２の表面に、たとえばシリコーン系の接着材８を塗布して印刷する（ステップ５０１，５０２）。ここで、エラストマ２は必ずしも印刷ではなく、予めフィルム状に形成したものを所定の形状に切断し、接着材８でテープ９の裏面に接着してもよい。
【００９１】
さらに、フレキシブル配線基板３の配線１０の一端のリード１１と、半導体チップ１のボンディングパッド７との相対位置が一致するように位置合わせをして、半導体チップ１をフレキシブル配線基板３のテープ９上に印刷されたエラストマ２に接着して貼り付ける（ステップ５０３）。
【００９２】
そして、半導体チップ１とフレキシブル配線基板３のテープ９とがエラストマ２を介して貼り付けられた状態で反転させ、リードボンディング工程において、ボンディングツール１８によりリード１１を図２の断面に示すようにＳ字形状に変形させながら半導体チップ１のボンディングパッド７上に打ち下ろし、たとえば超音波熱圧着などの手法によりリード１１とボンディングパッド７の接続を行う（ステップ５０４）。
【００９３】
続いて、封止工程において、半導体チップ１のボンディングパッド７とフレキシブル配線基板３のリード１１とのリードボンディング部分を、たとえばエポキシ樹脂などの封止材６をディスペンサ１９から塗布して樹脂封止し、半導体チップ１とフレキシブル配線基板３との接合部の信頼性を高める（ステップ５０５）。
【００９４】
その後、フレキシブル配線基板３の切断工程において、半導体チップ１のエッジよりやや外側においてテープ９の外縁部を切断して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）のパッケージ外形を形成する（ステップ５０６）。
【００９５】
さらに、はんだバンプ５のバンプ付け工程において、はんだボール１７を対応するフレキシブル配線基板３の配線１０のバンプランド１２に接合してはんだバンプ５を形成し、最後に選別、マーキングを経て本実施の形態１の半導体パッケージの組み立て工程が完了する（ステップ５０７，５０８）。
【００９６】
なお、この半導体パッケージの組み立て工程において、テープ切断工程（ステップ５０６）とバンプ付け工程（ステップ５０７）は逆でも構わない。
【００９７】
これにより、本実施の形態１の場合には、半導体チップ１の中央部にボンディングパッド７を一列に集中配置し、このボンディングパッド７からフレキシブル配線基板３の配線１０を介して接続される半導体チップ１の外周より内側の領域にはんだバンプ５が設けられた、いわゆるファンイン−センターパッド構造と称される半導体パッケージ構造となっている。
【００９８】
次に、本実施の形態１の半導体集積回路装置のパッケージ構造の特徴を、本発明者が検討した技術としてのパッケージ構造との比較により、図６〜図５８に基づいて構造およびプロセスなどを含めて順に説明する。
【００９９】
１．表配線構造
この表配線構造の技術説明において、図６は表配線構造を示す要部断面図、図７は裏配線構造を示す要部断面図、図８は両面配線を示す要部断面図である。
【０１００】
本実施の形態１のパッケージ構造は、図６に拡大して示すように、フレキシブル配線基板３のテープ９の裏面上（半導体チップ１側）にエラストマ２が接着され、かつ配線１０の主面上（はんだバンプ５側）にソルダレジスト４が形成された、いわゆる表配線構造となっている。これに対して、本発明者が検討した技術においては、図７に示すように、逆に配線１０の裏面上にエラストマ２が接着され、テープ９がはんだバンプ５側に形成された、いわゆる裏配線構造となっている。
【０１０１】
よって、検討した裏配線構造においては、はんだバンプ５を接合するバンプランド１２は、たとえばポリイミド樹脂などの材料のテープ９をパンチなどで打ち抜いて形成するのに対して、本実施の形態１の表配線構造では、配線１０の主面に感光性エポキシ樹脂などの材料からなるソルダレジスト４を塗布し、所望の位置に所望の大きさのバンプランド１２を露光、現像などの写真法などにより形成するため、以下のような利点が期待できる。
【０１０２】
(1).はんだバンプ５用の開口部をソルダレジスト４の露光、現像によって形成するので、裏配線構造のフレキシブル配線基板３のテープ９に機械加工によって開口部を開ける場合に比べて、より穴径加工精度を高くできる。
【０１０３】
(2).テープ９は、実用的な厚さとして５０μｍ程度が最小であるのに対して、ソルダレジスト４は塗布条件によって１０〜２０μｍ程度の厚さで安定して塗布することができるので、より小さいはんだボール１７を良好に接合可能となる。
【０１０４】
(3).表配線構造は裏配線構造に比較してはんだバンプ５の配列ピッチを小さくできるので、より高密度なはんだバンプ５の出力端子を有する半導体パッケージを構成することが可能となる。
【０１０５】
(4).テープ９の裏面の平坦な面にエラストマ２を配置するので、エラストマ２をより高精度に安定してボイドレスでテープ９に搭載（塗布または貼り付け）することができる。またエラストマ２の寸法形状が安定するので、半導体チップ１の接着工程も安定し、歩留まりの高い組み立てを行うことができる。
【０１０６】
以上のように、裏配線構造の技術においては、フレキシブル配線基板３のテープ９への開口部の形成、フレキシブル配線基板３の配線１０とエラストマ２との接着性などの課題が生じるが、本実施の形態１においては、これらの課題が表配線構造を採用することにより解決することができる。
【０１０７】
また、フレキシブル配線基板３の配線構造においては、図６のように片面配線構造のほかに、たとえば図８に示すような両面配線構造、すなわちテープ９の両面に二層配線を有するフレキシブル配線基板３を使用することも可能であり、さらに三層配線以上の複数層配線構造にわたって広く適用可能である。
【０１０８】
この図８の例では、たとえば第１配線２０を信号配線、第２配線２１をグランドプレーンとし、第２配線２１とはんだバンプ５または第１配線２０との電気的な接続はビアホール２２を介して行われる。このような構造では、耐ノイズ性などの面で優れた電気特性を得ることができるという利点がある。
【０１０９】
２．エラストマに対するテープのひさし最適化
このエラストマに対するテープのひさし最適化の技術説明において、図９はウィンドウ開口部を示す平面図、図１０は図９のウィンドウ開口部を示す断面図、図１１はウィンドウ開口部および半導体チップのエッジ部の寸法説明のための断面図である。
【０１１０】
本実施の形態１のパッケージ構造においては、図９に示すように、フレキシブル配線基板３の主面にはんだバンプ５がマトリックス配置で並ぶＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）構造となっている。この例では、図１０に示すように半導体チップ１はセンターパッド配列であり、中央部に縦にウィンドウ開口部２３が設けられ、最終構造ではこの部分と半導体チップ１の周辺エッジを封止材６で樹脂封止して耐湿性や信頼性の高い構造となっている。
【０１１１】
ところで、本発明者が検討した技術においては、エラストマ２の端部（ウィンドウ開口部２３側）をテープ９のエッジまで近づける、つまり図１１の半導体チップ１のボンディングパッド７側におけるエラストマ２の端部とテープ９の端部との寸法Ｌ１を小さくすると、エラストマ２のブリード成分や揮発成分によるリード１１の汚染が発生する。
【０１１２】
逆に、寸法Ｌ１を大きく、つまりテープ９のエッジより後退させすぎると、エラストマ２の端部とはんだバンプ５との寸法Ｌ２が小さくなり、最も内側のはんだバンプ５の下にエラストマ２がなくなるため、はんだバンプ５の高さばらつきを悪化させたり、ウィンドウ開口部２３の封止領域が広くなり、封止材６が埋めにくくなるということが考えられる。
【０１１３】
これに対して、本実施の形態１においては、適切な寸法Ｌ１を選択してエラストマ２の端部をテープ９の端部とはんだバンプ５との間の最適な場所に配置することにより、これらの問題を同時に解決することができる。
【０１１４】
すなわち、ウィンドウ開口部２３に関しては、前述したような問題点があるため、寸法を次のように規定している。たとえば、この例ではエラストマ２の印刷精度は±１００μｍ程度であるものとする。よって、寸法Ｌ１を１００μｍ以下とすると印刷ずれでテープ９からはみ出してしまうため、最小でも印刷精度（１００μｍ）以上は必要である。
【０１１５】
さらに、エラストマ２のブリード成分や揮発成分によるリード１１の汚染性は、実績として３００μｍ程度離せば問題ないことから、たとえば最小値３００μｍとしているが、汚染性、ブリード性の低いエラストマ２を使用する、または汚染分の洗浄などの対策を講じれば最小値１００μｍに近い設計が可能となる。
【０１１６】
以上により、本実施の形態１のように適切な寸法Ｌ１を選択することによって、エラストマ２のブリード成分や揮発成分によるリード１１の汚染を防止するとともに、はんだバンプ５の高さばらつきを安定させ、ウィンドウ開口部２３の封止領域を容易に埋めることができる。
【０１１７】
３．パッケージの外形寸法最適化
このパッケージの外形寸法最適化の技術説明において、図１１は前記で説明したウィンドウ開口部および半導体チップのエッジ部の寸法説明のための断面図、図１２は印刷後のエラストマの凹みを示す断面図、図１３は半導体チップ貼り付け後のテープの反りを示す断面図である。
【０１１８】
たとえば、本発明者が検討した技術では、図１１において、パッケージの外周部側における半導体チップ１の端部とフレキシブル配線基板３のテープ９の端部との距離をＭ１、エラストマ２の端部とテープ９の端部との距離をＭ２とすると、
(1).Ｍ１＜０の場合、パッケージ最外周が半導体チップ１になるため、組み立て工程、ソケット抜き差し、トレイ搬送途中などに半導体チップ１のクラックを誘発する可能性が大きい。
(2).Ｍ１＜０、Ｍ２＞０の場合、半導体チップ１の回路面が外に出るため、信頼性に問題があり、またこれを防ぐために封止を行うこともできるが、工程の増加につながる。
(3).Ｍ１−Ｍ２＜０の場合、図１２に示す印刷後のエラストマ２の周辺突起が、図１３に示すように半導体チップ１の接着部にかかり、貼り付けの際の接着不良、フレキシブル配線基板３の平坦度の悪化、信頼性の低下の原因となる。
(4).Ｍ２＝０の場合、エラストマ２を切断する必要があり、切断が難しいなどの問題が生じる。
【０１１９】
これに対して、本実施の形態１においては、半導体チップ１の端部またはエラストマ２の端部とテープ９の端部との距離の関係をＭ１＞Ｍ２＞０とすることで、前記の問題点を解決することができる。すなわち、図１１のパッケージのエッジ部を示す寸法説明図において、最終外形を決定するテープ切断工程の切断誤差は１００μｍ程度であるため、エラストマ２に切断治具がかからないためにはＭ２を１００μｍ以上確保することが望ましい。
【０１２０】
ところで、エラストマ２を印刷により形成し、ベークにより硬化した後の断面形状は図１２に示すようになり、ある程度チキソ性の高い材料においては、印刷後の版離れの際にマスクに引っ張られて周辺部が高くなる傾向にある。たとえば、半導体チップ１の端部がエラストマ２の端部より小さい、Ｍ１＜Ｍ２のような条件で半導体チップ１を貼り付けると、図１３に示すようにテープ９の表面がエラストマ２の断面形状にならって反るような問題が発生する。
【０１２１】
これを防ぐためには、Ｍ１＞Ｍ２としてエラストマ２の周辺の高い部分を半導体チップ１より外に逃がすことが効果的で、たとえば突起の幅が２００μｍ前後であることから（Ｍ１−Ｍ２）が２４０μｍであり、切断性の距離Ｍ２＝１００μｍから距離Ｍ１は３６０μｍ程度が望ましい。
【０１２２】
このように、外周のテープ９を切断することで、外形誤差が少なく、また半導体チップ１の多少の大きさの変更に対してもソケット、トレイなどの周辺治具の変更を行わないですむという利点がある。
【０１２３】
以上のように、本実施の形態１においては、半導体チップ１のクラック、欠けの発生を回避でき、切断工程の切断マージンを上げることができる。さらに、半導体チップ１の回路面を全てエラストマ２の下に配置でき、耐湿性の向上、外周部への封止を行う必要がないなどの利点がある。
【０１２４】
４．平面Ｓ字リード
この平面Ｓ字リードの技術説明において、図１４は平面Ｓ字リードを示す平面図、図１５は図１４のＢ矢視断面図、図１６は図１４のＡ矢視断面図、図１７は標準Ｓ字リード形成時のボンディングツールの軌跡を示す断面図、図１８は平面Ｓ字リード形成時のボンディングツールの軌跡を示す断面図である。
【０１２５】
たとえば、本発明者が検討した標準Ｓ字リード２４の形成技術においては、図１４中に点線で示すような直線状のノッチリードまたはビームリードであり、ボンディング後に図１５中の細線に示すように熱変形に耐えるに十分なたるみ（Ｓ字形状）を形成するためには、図１７に示すようにリード１１を一度半導体チップ１上のすれすれまで打ち下ろし、横方向に横ずらした後にボンディングパッド７上に再び打ち下ろして接合するという特殊なボンディングツール軌跡２５に沿った動きが必要であり、専用のワイヤボンダが必要となることが考えられる。
【０１２６】
これに対して、本実施の形態１においては、フレキシブル配線基板３のテープ９上に配線１０を形成する際に、配線１０のリード１１は直線ではなく、予め図１４に示すように、配線１０の付け根部分と先端のボンディング部分が少なくともリード１１の幅以上ずれているＳ字形状の平面Ｓ字リード２６に作成しておくことにより、前記の課題が解決できる。
【０１２７】
このように平面Ｓ字リード２６にすれば、図１８に示す一般のワイヤボンダでの単純な打ち下ろしによるボンディングツール軌跡２５によって、図１５に示すように突っ張ったリード形状となるものの、図１６に示すようにもともとの平面Ｓ字形状によるところのたるみができるので、安定した好適なＳ字形状の平面Ｓ字リード２６を形成することができる。
【０１２８】
これにより、ソフト改造した特殊なワイヤボンダを必要とせず、安定したＳ字形状の平面Ｓ字リード２６が形成でき、さらにボンディングツール軌跡２５も単純化できるため、ボンディング時のタクトタイム短縮の効果も期待できる。
【０１２９】
５．ビームリード
このビームリードの技術説明において、図１９はノッチリードおよびビームリードを説明するための平面図、図２０は図１９のＡ部におけるノッチリードを示す平面図、図２１はビームリードを示す平面図である。
【０１３０】
たとえば、本発明者が検討した技術においては、図１９におけるリード１１の拡大図である図２０に示すように、切断部にＶ字状の切り込みなどのノッチ２７が入れられたリード１１であり、ボンディング時にノッチ２７のやや内側をボンディングツール１８で打ち下ろし、ノッチ２７の部分でリード１１を切断している。しかし、フレキシブル配線基板３の製造工程における配線１０のエッチングばらつきなどでノッチ２７の太さが変化し、ボンディング時に切断できないということが生じる。
【０１３１】
また、切断できたとしても所望のノッチ２７と異なる部分で切れたり、あるいは細くなりすぎてフレキシブル配線基板３のめっき工程前に切れてしまい、めっきが着かないなどの問題点が生じることが考えられる。
【０１３２】
これに対して、本実施の形態１においては、図２１に示すように、フレキシブル配線基板３のテープ９に一端を固定し、切断側であるノッチ２７が入れられた方を開放した片持ち梁構造、いわゆるビームリード２８とすることで前記リード１１の切断時の問題点を解決することができる。
【０１３３】
６．ボンディングパッドの周辺ＰＩＱ（パッシベーション）寸法
このボンディングパッドの周辺ＰＩＱ寸法の技術説明において、図２２はリードボンディング部を示す断面図、図２３はリードボンディング部を示す平面図、図２４は図２２のＡ部におけるツールの着地点を拡大して示す断面図、図２５はパッシベーション開口寸法を改良したボンディング部を示す断面図、図２６は双方向リードのボンディング部を示す平面図である。
【０１３４】
たとえば、本発明者が検討した技術において、図２２，図２３，図２４に示すようなボンディングシーケンスにおいては、ボンディングツール軌跡２５に示すように、一度半導体チップ１上のすれすれまでリード１１を打ち下ろしてから横方向に横ずらし、半導体チップ１のボンディングパッド７上に再び打ち下ろして接合するため、一回目の打ち下ろしで半導体チップ１上のパッシベーション２９またはその下の半導体チップ１にダメージを受けたり、リード１１の下面のボンディング部にパッシベーション２９の成分が付着して汚染し、ボンディング性を悪化させるなどの問題が生じることが考えられる。
【０１３５】
これに対して、本実施の形態１においては、前記図２２，図２３，図２４に示したボンディングパッド７の開口部エッジからパッシベーション２９のボンディングパッド７側のエッジまでの距離Ｌ３を、少なくともボンディングツール１８を打ち下ろす側においてリード１１がパッシベーション２９に干渉しない範囲にパッシベーション開口部３０を拡大し、図２５のように改良すれば前記のような問題点が解決できる。
【０１３６】
すなわち、図２４において、たとえばメモリなどの半導体チップ１の例では、寸法Ｌ３は約２５μｍ程度である。また、ボンディングパッド７のサイズは、たとえば１００μｍ角、ボンディングツール１８の先端寸法はそれと同等またはそれ以下程度であるから、図２５におけるパッシベーション２９の後退量Ｌ３は、たとえば１２５μｍ以上程度が望ましい。
【０１３７】
以上により、半導体チップ１上のパッシベーション２９または半導体チップ１にダメージを与えたり、リード１１の下面のボンディング部にパッシベーション２９の成分が付着して汚染するようなことがなく、好適なボンディング性を実現することができる。
【０１３８】
また、図２６のようにリード１１が双方向から延びている場合にも、少なくともボンディングツール１８を打ち下ろす側において、ボンディングパッド７の開口部エッジからパッシベーション２９のボンディングパッド７側のエッジまでの距離を拡大することで同様に対応できる。なお、このエッジ間の拡大は、半導体チップ１の回路面が露出しない程度に反対側に適用しても問題となることはない。
【０１３９】
７．アンカー配線の改善
このアンカー配線の改善の技術説明において、図２７は標準アンカー配線を示す平面図、図２８は改善アンカー配線を示す平面図である。
【０１４０】
たとえば、本発明者が検討した技術において、図２７に示すようなノッチ２７の終端側の標準アンカー配線３１のパターンにおいては、ノッチ２７が設計値より太く形成された場合などにおいて、ノッチ２７の部分では切れずに、その先の標準アンカー配線３１における配線１０とテープ９との接着強度が降伏して標準アンカー配線３１の部分がテープ９から剥がれてしまうなどの不具合が考えられる。
【０１４１】
これに対して、本実施の形態１においては、図２８に示すように終端側のアンカー配線の部分の有効面積を大きくする拡大アンカー配線３２とすることで、配線１０とテープ９間の接着強度を増し、安定したノッチ２７の切断性を得ることができる。
【０１４２】
すなわち、図２８において、拡大アンカー配線３２の改善例を示すと、
(1).拡大アンカー配線３２を対向する配線１１のバンプランド１２につなげる、
(2).配線１１の空きスペースに拡大アンカー配線３２を縦方向に延長する、
(3).配線１１の空きスペースに拡大アンカー配線３２を横方向に延長する、
(4).隣接する拡大アンカー配線３２同士を連結する、
などの例があり、いずれも拡大アンカー配線３２の部分の実質面積を増加させることで、配線１０とテープ９間の接着強度の増加によってノッチ２７の切断性を安定させることができる。
【０１４３】
８．ワイドエラストマ構造
このワイドエラストマ構造の技術説明において、図２９は標準エラストマの構造を示す斜視図、図３０は標準エラストマでの半導体チップの貼り付け状態を示す斜視図、図３１はワイドエラストマの構造を示す斜視図、図３２はワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け状態を示す斜視図、図３３はワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け状態を示す断面図である。
【０１４４】
たとえば、本発明者が検討した技術において、エラストマ２は半導体チップ１のボンディングパッド７の両側に二分割して接着され、図２９，図３０に示すような標準エラストマ３３による構造では、前記図１３のようにエラストマ２の面積が半導体チップ１より小さい構造では周辺の突起の影響を受けてフレキシブル配線基板３の反りが発生し、この反りがはんだバンプ５の形成時および基板実装時などに問題となることが考えられる。
【０１４５】
これに対して、本実施の形態１において、図３１に示すような半導体チップ１の外形よりも大きいワイドエラストマ３４による構造では、半導体チップ１の貼り付け後は図３２，図３３に示すようにワイドエラストマ３４の周辺の突起が半導体チップ１の外に出て、実質的にワイドエラストマ３４の平坦な部分に半導体チップ１が接着されるため、フレキシブル配線基板３の反りが小さく抑えられる。
【０１４６】
さらに、図３３に示すように、接着材８の塗布エリアが広くとれるため、接着材８が行き渡らず不接着になる部分が発生しにくく、また半導体チップ１の周囲に接着材８がまんべんなくにじみ出して接着材しみ出し３５ができるので、周辺封止をしなくても耐湿性や信頼性に優れたパッケージを構成することができる。
【０１４７】
すなわち、ワイドエラストマ３４の周辺の突起の幅は材料の物性値により異なるが、たとえば２００〜３００μｍ程度であり、従って本実施の形態１では図３３に示すように、半導体チップ１のチップサイズより少なくとも突起幅分以上全周に渡って大きい範囲でワイドエラストマ３４を形成しておく。
【０１４８】
また、十分広くワイドエラストマ３４を形成すれば平坦度は向上するが、半導体チップ１のすぐ外周でテープ９を切断しようとすれば、切断ライン３６にてワイドエラストマ３４ごとテープ９を切断し、パッケージ外形を規定する必要がある。
【０１４９】
以上のように、半導体チップ１の外形より大きいワイドエラストマ３４を用いることで、フレキシブル配線基板３の反りを小さく抑えることができるとともに、半導体チップ１の接着性を安定させ、パッケージの耐湿性や信頼性を向上させることができる。
【０１５０】
９．エラストマの溝埋め技術
このエラストマの溝埋め技術の説明において、図３１，図３２は前記で説明したワイドエラストマの構造、半導体チップの貼り付け状態を示す斜視図、図３４は標準エラストマでの半導体チップの貼り付け後の構造を示す斜視図、図３５はその断面図、図３６はワイドエラストマでの半導体チップの貼り付け後の構造を示す斜視図、図３７はその断面図、図３８はメタルマスク印刷の概念を示す断面図、図３９は標準エラストマのメタルマスクを示す平面図、図４０はワイドエラストマのメタルマスクを示す平面図、図４１は複数本吊りのワイドエラストマの印刷形状を示す平面図、図４２はワイドエラストマの溝埋めのためのポッティング位置を示す平面図である。
【０１５１】
たとえば、本発明者が検討した技術において、図３４，図３５に示すような標準エラストマ３３の構造では、エラストマ２を図３８に示すようなメタルマスク３７による印刷で構成する場合、図４０に示すメタルマスク３７の印刷エリア開口部３８の吊り部３９が必ず存在するために、テープ吊り部下に半導体チップ１とエラストマ２の壁に囲まれる溝４０（空間）が残る構造となっている。
【０１５２】
従って、このような半導体チップ１とエラストマ２の空間に溝４０が残る構造でウィンドウ開口部２３を樹脂封止すると、封止材６がこの溝４０から漏れてしまうため、前もってこの部分を別にポッティングするなどの方法で目止めしてからウィンドウ開口部２３を封止する必要が生じる。
【０１５３】
このようにメタルマスク３７の印刷の概念は、たとえば標準エラストマ３３の場合には図３９、ワイドエラストマ３４の場合には図４０に示すような印刷する部分のみに印刷エリア開口部３８を有するメタルマスク３７を被印刷物であるフレキシブル配線基板３の所定の位置に位置決めして配置し、スキージ４１により印刷物であるエラストマ２をメタルマスク３７の厚さ分だけ塗り込むことで、所望の範囲に所望の厚さのエラストマ２を形成するものである。
【０１５４】
よって、本実施の形態１においては、前記に示す図３１のようなワイドエラストマ３４を図４０に示すようなメタルマスク３７で印刷し、この場合にメタルマスク３７の印刷エリア開口部３８の吊り部３９を細くしたものでエラストマ２を印刷することにより半導体チップ１とエラストマ２の壁に囲まれた溝４０を細くすることができる。たとえば、メタルマスク３７の吊り部３９の強度から規定される溝４０の幅の最小値は約２００μｍ程度である。
【０１５５】
また、このエラストマ２の主面に接着材８を塗布して半導体チップ１を貼り付けた構造の場合、前記に示す図３２、さらに図３６，図３７に示すように、十分な量の接着材８を塗布しておけば、貼り付け時の圧力により余分な接着材８がこの溝４０を埋め、ウィンドウ開口部２３を閉じた空間とすることができるので、目止めなしでウィンドウ開口部２３の封止をすることができる。
【０１５６】
さらに、溝埋め性を向上するには、メタルマスク３７の吊り部３９を細くして溝４０を狭くすればよいが、メタルマスク３７の強度が低下する問題が副作用となる。そこで、図４１に示すようにそれぞれの片側の吊り部３９を複数本とすることで、溝４０の幅は変えずに、溝４０の本数は増えるものの、メタルマスク３７の強度を上げることも可能である。
【０１５７】
さらに、溝埋め性を向上する目的で、図４２に示すように、半導体チップ１の貼り付け直前にエラストマ２の溝４０のポッティング位置４２に予め樹脂、接着材などをたとえばポッティングして封止材流れ止めのダムを形成しておけば、さらに溝埋め性を向上させることができる。
【０１５８】
また、検討した技術のように、半導体チップ１の貼り付け、ボンディング後、ウィンドウ開口部２３の封止前にポッティングで目止めする場合にしても、溝４０の幅を狭くしておけば封止性は飛躍的に向上させることもできる。
【０１５９】
以上により、特にメタルマスク３７の吊り部３９を細くして、エラストマ２の溝４０を細くすることによって溝埋め性を向上させることができ、さらに複数本の溝４０にしたり、予めポッティング位置４２に封止材流れ止めのダムを形成しておくことにより、一層溝埋め性の向上を可能とすることができる。
【０１６０】
１０．インナーリードボンディング技術
このインナーリードボンディング技術の説明において、図４３は標準リードボンディングによるボンディング部を示す断面図、図４４はスタッドバンプを用いたボンディング部を示す断面図、図４５および図４６ははんだを用いたリード接続を示す断面図および平面図、図４７および図４８ははんだまたはＡｕボールを用いたリード接続を示す断面図および斜視図、図４９はＡｌまたははんだワイヤを用いた接続を示す断面図、図５０はＡｕワイヤを用いた接続を示す断面図である。
【０１６１】
たとえば、本発明者が検討した技術において、図４３に示すようなボンディング構造では、Ａｕめっきを成長させたリード１１をボンディングパッド７に直接打ち着け、超音波熱圧着している。この場合、ボンディング条件が悪い、またはボンディングツール１８の形状が悪かったりするとボンディング強度が低かったり、ボンディングパッド７またはその下などにダメージを受けるなどの問題が発生することが考えられる。
【０１６２】
これに対して、本実施の形態１においては、以下のようなボンディング形態における手段を採用することにより、前記のようなボンディング条件、ボンディングツール１８の形状などが原因となる接合性やダメージなどの問題を解決することができる。
【０１６３】
すなわち、図４４はスタッドバンプ４３を使った例である。この例では、半導体チップ１のボンディングパッド７に予めめっき法、またはボールボンディング法などの方法で形成したスタッドバンプ４３を有する半導体チップ１を使用するのが特徴であり、このスタッドバンプ４３により接合性を向上し、さらにダメージを防ぐ構成となっている。
【０１６４】
また、図４５，図４６ははんだ４４を用いたリード１１の接続例であり、リード１１をはんだ４４で包み込む接続形態を示す。この例は、半導体チップ１のＡｌなどからなるボンディングパッド７と、ＣＳＰの基板となるＴＡＢなどのテープ９の電極とを接続する接続構造の技術である。このときのはんだ４４の供給方法としては、はんだ４４をテープ９のリード１１を包み込むように既に介在させたテープ９を用いて、半導体チップ１のボンディングパッド７と接続させる方法がある。
【０１６５】
このときの接続方法として、ボンダを用いて加圧・加熱することにより接続させる方法においては、ＴＡＢなどのテープ９に介在させたはんだ４４の形状を半導体チップ１のボンディングパッド７に接する面をできるだけ平坦にしてくことが望ましい。また、リフロー炉を用いた接続方法では、はんだペーストもしくはフラックスを半導体チップ１のボンディングパッド７の面にＴＡＢなどのテープ９のはんだ４４と接するように介在させる。
【０１６６】
次に、はんだペーストを用いてはんだ４４を供給する場合は、はんだペーストを半導体チップ１のボンディングパッド７の面に印刷もしくはシリンジを用いて介在させる。このとき、ＴＡＢなどのテープ９は先に接着されていても、後でもどちらでも構わないが、半導体チップ１にテープ９を接着したときにテープ９のリード１１がはんだ４４と接することが前提となる。
【０１６７】
さらに、図４７，図４８は、はんだまたはＡｕボール４５などのスタッドバンプを用いてＴＡＢなどのテープ９のリード１１を上から包み込む形で半導体チップ１のボンディングパッド７上に接続させることを特徴とした接続技術である。
【０１６８】
また、図４９はＡｌまたははんだワイヤ４６を用いて、フレキシブル配線基板３の配線１０と半導体チップ１のボンディングパッド７を接続した例である。さらに、図５０はＡｕワイヤ４７を用いてフレキシブル配線基板３の配線１０と半導体チップ１のボンディングパッド７を接続した例である。このような接続例では、ＴＡＢなどのインナーリードボンディングではなく、一般のワイヤボンディングの概念で接続を可能とすることができる。
【０１６９】
１１．ツールリターンなしでのＳ字形成可能なリード設計技術
このツールリターンなしでのＳ字形成可能なリード設計技術の説明において、図１７は前記で説明した標準Ｓ字リード形成時のボンディングツールの軌跡を示す断面図、図５１はリード設計を説明するための斜視図、図５２はボンディング後のリード変形を示す斜視図、図５３はリード寸法と曲げ応力比との関係を示す説明図、図７６〜図８０は曲げ応力比に応じたリード変形形状を示す断面図である。
【０１７０】
たとえば、本発明者が検討した技術において、前記平面Ｓ字リード２６の形成技術でも説明したように、前記図１７に示すようなリード１１のＳ字形成のためにはボンディングツール１８の横ずらし、すなわちツールリターンを含む特殊なボンディングツール軌跡２５が必要である。
【０１７１】
これに対して、本実施の形態１においては、図５１に示すようなリード１１の寸法において、たとえば図５３に示すような寸法とすれば、曲げ応力比αは所望の1.２〜1.５の範囲となり、ツールリターンなしでボンディングツール１８を垂直に打ち下ろすだけで図５２に示すような好適なリード１１のＳ字形状が形成できる。図５２において、４８はテープ端、４９はテープ側コーナー、５０はチップ側コーナーを示す。
【０１７２】
たとえば、実施の形態の（１）の例では、テーパ長Ｌ１＝１００μｍ、配線長Ｌ２＝３８０μｍ、テーパ幅ｂ１＝６５μｍ、リード幅ｂ２＝３８μｍ、リード厚ｈ＝１８μｍの寸法において曲げ応力比α＝1.２６となる。同様に（２）の例では1.２５、（３）の例では1.２６、（４）の例では1.３１、（５）の例では1.４６となる。
【０１７３】
これに対して、検討した技術においては、たとえば（１）の例ではテーパ長Ｌ１＝１００μｍ、配線長Ｌ２＝２８０μｍ、テーパ幅ｂ１＝６０μｍ、リード幅ｂ２＝３８μｍ、リード厚ｈ＝１８μｍの寸法において曲げ応力比αが1.２〜1.５の範囲外の1.０２となり、（２）の例では1.１３となる。
【０１７４】
このように、曲げ応力比αが1.２〜1.５の範囲では、配線動作の際にリード１１の中間部に曲げ応力が集中するので、緩やかにたわんだ良好な配線状態となる。一方、検討した技術のように曲げ応力比αが1.２未満の場合にはリード１１のテープ端４８に曲げ応力が集中するので、突っ張った状態となり、また1.５を超える場合には、リード１１の中間部にのみ曲げ応力が集中して曲率半径が小さい状態となるので、良好な配線状態とはいえない。
【０１７５】
ここで、具体的に曲げ応力比αに応じたリード変形形状を図７６〜図８０に示す。まず、図７６に示す配線前の初期リード形状に対してボンディングツール１８を垂直に打ち下ろすだけの場合に、たとえばα＜0.９の配線動作の際には、リード１１のテープ端４８に曲げ応力が集中するので、図７７に示すような極端に突っ張った配線状態となる。このため、配線後の温度サイクル時にリード１１に高い繰り返し応力がかかるので、疲労寿命が極端に短くなる。
【０１７６】
また、本発明者が検討した技術のように0.９≦α＜1.２の配線動作の際には、リード１１のテープ端４８に曲げ応力が集中するので、図７８に示すようなやや突っ張った配線状態となる。このため、配線後の温度サイクル時にリード１１に高い繰り返し応力がかかるので、疲労寿命が短くなる。
【０１７７】
これに対して、本実施の形態１のように1.２≦α≦1.５の配線動作の際には、リード１１の中間部に曲げ応力が集中するので、図７９に示すような緩やかにたわんだ配線状態となる。このため、配線後の温度サイクル時にリード１１に高い繰り返し応力が作用しないので、疲労寿命が長くなる。
【０１７８】
さらに、曲げ応力比を大きくした1.５＜αの配線動作の際には、リード１１の中間部のみに曲げ応力が集中するので、図８０に示すような曲率半径が小さい配線状態となる。このため、曲げ部の初期強度が低下するので、配線後の温度サイクル時の疲労寿命が短くなる。
【０１７９】
この結果、本実施の形態１のように1.２≦α≦1.５の範囲で曲げ応力比を設定することで、配線形状が緩やかにたわんだ最適な配線状態となり、かつリード１１の温度サイクル寿命も長くすることができる。
【０１８０】
この曲げ応力比αの定義は、ボンディングツール１８によって、リード１１をボンディングパッド７の直上で押し上げる動作を行った際に、リード１１のテープ側コーナー４９で発生する応力σ１をリード１１のテープ端４８で発生する応力σ０で割った値である。すなわち、曲げ応力比αは、テーパ形状を特徴としたリード１１の寸法から次式で表すことができる。
【０１８１】
α＝σ１／σ０＝ｂ１×（Ｌ２−Ｌ１）／（ｂ２×Ｌ２）
以上により、曲げ応力比αを1.２〜1.５となるようにリード１１の寸法・形状を設計することで、前記の平面Ｓ字リード２６の技術と同様に、ワイヤボンダでの単純な打ち下ろし軌跡によって安定した好適なＳ字形状の配線状態を形成することができる。よって、ソフト改造した特殊なワイヤボンダを必要とせず、ボンディングツール軌跡２５も単純化できるため、ボンディング時のタクトタイム短縮の効果も期待できる。
【０１８２】
１２．Ｎｉめっきレスリード
このＮｉめっきレスリードの技術説明において、図５４はリード接続の接続部を示す断面図、図５５はリードの屈曲部を示す拡大断面図、図５６はＮｉめっきレスリードの屈曲部を示す拡大断面図、図５７はリードの圧着部を示す拡大断面図、図５８はＮｉめっきレスリードの圧着部を示す拡大断面図である。
【０１８３】
たとえば、本発明者が検討した技術において、Ａｕ無垢リードに代わってＣｕコアリードとして表面にＮｉめっき、さらにその表面にＡｕめっきを施すリード１１の断面構造の場合には、Ｎｉめっき層が硬くて脆いため、図５５のようにリード１１の屈曲部でクラック５１が入ったり、図５７のようにボンディングパッド７またはその下にダメージ５２を与えるなどの問題が生じることが考えられる。
【０１８４】
これに対して、本実施の形態１においては、Ｎｉめっきをなくしたリード１１を用いることで、硬度、脆さともに低くなるので、リード自体のクラック５１が起こりにくくなる他、対ボンディング面である半導体チップ１へのダメージ５２も軽減することができる。
【０１８５】
すなわち、図５４のようなリード１１の接続状態において、この図５４のＡ部を拡大した図５５に示すようにＣｕコア５３＋Ｎｉめっき５４＋Ａｕめっき５５の構成のリード１１では、図示するように屈曲部の曲率半径が小さくなるとクラック５１を生じやすく、一方図５６に示すようにリード１１の表面をＮｉめっき５４なしに、たとえばＡｕめっき５５のみとすれば、図５５の場合と同じ曲率のときでもリード１１の屈曲部にクラック５１は発生しにくくなる。
【０１８６】
また、図５４のＢ部を拡大して示す図５７のリード１１の圧着部においても、Ｃｕコア５３＋Ｎｉめっき５４＋Ａｕめっき５５の構成のリード１１では、図示するようにボンディングパッド７の周辺にダメージ５２を生じやすく、一方図５８に示すようにリード１１の表面をＮｉめっき５４なしに、たとえばＡｕめっき５５のみとすれば、同じリードボンディング条件で接合した場合でもダメージ５２は発生しにくくなる。
【０１８７】
以上により、リード１１の構成をＣｕコア５３などの芯材にＡｕめっき５５などのめっき層のみを形成することで、リード１１へのクラック５１の発生を抑えるとともに、半導体チップ１へのダメージ５２を軽減することが可能となる。
【０１８８】
従って、本実施の形態１の半導体集積回路装置によれば、半導体チップ１とほぼ同一サイズのＣＳＰパッケージ技術において、前記において本発明者が検討したパッケージ構造との比較により順に説明したように、１．表配線構造、２．エラストマに対するテープのひさし最適化、３．パッケージの外形寸法最適化、４．平面Ｓ字リード、５．ビームリード、６．ボンディングパッドの周辺ＰＩＱ寸法、７．アンカー配線の改善、８．ワイドエラストマ構造、９．エラストマの溝埋め技術、１０．インナーリードボンディング技術、１１．ツールリターンなしでのＳ字形成可能なリード設計技術、１２．Ｎｉめっきレスリード、のそれぞれの技術項目において優れた効果を得ることができる。
【０１８９】
なお、本実施の形態１では、１．表配線構造を前提として図面およびその技術内容を説明したが、２〜１２までの技術項目については、表配線構造に限定されるものではなく、前記図７に示すような裏配線構造などの一般的なパッケージ構造についても適用可能な技術であり、従って一般的なパッケージ構造に適用しても前記項目毎に説明したような同様の効果を得ることが期待できる。
【０１９０】
また、本実施の形態１のパッケージ構造（図１，図２）においては、エラストマ２が半導体チップ１の外形よりも大きい場合について示したが、逆に図８１に示すようにエラストマ２が半導体チップ１の外形よりも小さい場合には、半導体チップ１、エラストマ２の側面部分を封止材６により覆ったパッケージ構造に形成することで、耐湿性などの向上を可能とすることができる。
【０１９１】
（実施の形態２）
図５９および図６０は本発明の実施の形態２である半導体集積回路装置において、裏配線ソルダレジスト構造を示す断面図および斜視図である。
【０１９２】
本実施の形態２の半導体集積回路装置は、前記実施の形態１と同様にボールグリッドアレイ形式の半導体パッケージとされ、前記実施の形態１との相違点は、表配線構造を前提とした技術ではなく、裏配線構造を前提としてそれを改善するための技術であり、たとえば図５９，図６０に示すように、半導体チップ１の主面上に接着されるエラストマ２（弾性構造体）と、エラストマ２の主面上に接着されるフレキシブル配線基板３（配線基板）との構造において、フレキシブル配線基板３の裏面上にソルダレジスト５６（絶縁膜）が形成されている。
【０１９３】
すなわち、フレキシブル配線基板３は、このフレキシブル配線基板３の基材となるテープ９（基板基材）と、このテープ９の裏面上に接着される配線１０とから構成され、配線１０の裏面側がソルダレジスト５６を介してエラストマ２に接着された構造となっている。このソルダレジスト５６は、たとえば前記実施の形態１と同様に感光性エポキシ樹脂などによる絶縁材料から構成されている。
【０１９４】
ここで、本実施の形態２の半導体集積回路装置のパッケージ構造の特徴を、本発明者が検討した技術としてのパッケージ構造との比較により構造およびプロセスなどを含めて説明する。
【０１９５】
たとえば、本発明者が検討した技術として、前記実施の形態１において図７に示すような裏配線構造では、フレキシブル配線基板３の配線１０の主面上に直接エラストマ２が形成されるため、エラストマ２の低分子量成分などが直接リード１１にブリードし、リード１１のボンディング点までにじんだ場合には、その汚染により極端にボンディング性（配線接合強度）が低下するなどの問題が生じる。
【０１９６】
さらに、直接のリード１１のめっき面に比較して、リード１１の間で配線１０がエッチアウトされたテープ９の面は、このテープ９と配線１０との間の接着性を向上する意味もありテープ９の面が粗面化されているためにブリードが非常に激しく、表面張力の効果も加わってリード１１のエッジ部で最もブリードが激しい傾向にある。
【０１９７】
また、配線１０がある部分とない部分による配線１０の凹凸がある面にエラストマ２を形成する裏配線構造においては、配線１０と配線１０の隙間などにボイドが残りやすく、信頼性上懸念されるということも考えられる。
【０１９８】
これに対して、本実施の形態２においては、フレキシブル配線基板３の製作工程において、配線１０の形成後に配線１０上にソルダレジスト５６を形成することで、直接エラストマ２が配線１０に接することを防止できる。同じく、テープ９の粗面化へのエラストマ２の接触も防止できる。これにより、エラストマ２の低分子量成分のブリードを抑えることができる。
【０１９９】
さらに、フレキシブル配線基板３の凹凸がある配線１０の面にソルダレジスト５６を塗ることで、配線１０の表面が平坦化され、エラストマ２を形成する時のボイドの巻き込みなどの不具合も回避することができる。
【０２００】
従って、本実施の形態２の半導体集積回路装置によれば、裏配線構造を前提としたＣＳＰの半導体パッケージ技術において、フレキシブル配線基板３の配線１０上にソルダレジスト５６を形成することで、リード１１の汚染を防止してボンディング性の低下を抑制し、さらにボイドのない信頼性の高いパッケージ構造を得ることができる。
【０２０１】
（実施の形態３）
図６１は本発明の実施の形態３である半導体集積回路装置を半導体チップ裏面から見た平面図、図６２は平面図、図６３は断面図、図６４は図６３のＡ部を示す拡大断面図、図６５は配線基板の配線構造を説明するための平面図である。
【０２０２】
本実施の形態３の半導体集積回路装置は、前記実施の形態１および２のような、いわゆるファンイン−センターパッド構造の半導体パッケージに代えて、図６１〜図６５に示すように周辺パッド構造の半導体チップ１ａを用い、さらにこの半導体チップ１ａのボンディングパッドに接続されるはんだバンプ５ａが半導体チップ１ａの外周より内側の領域に配置される、いわゆるファンイン−周辺パッドのパッケージ構造となっている。なお、本実施の形態３においても、前記実施の形態１において説明した１．表配線構造から１２．Ｎｉめっきレスリードまでの技術、さらに実施の形態２で説明した裏配線ソルダレジスト構造のそれぞれの技術項目の特徴が取り入れられた構造となっている。
【０２０３】
すなわち、本実施の形態３の半導体集積回路装置は、たとえば２４ピンのボールグリッドアレイ形式の半導体パッケージとされ、複数のボンディングパッド７ａ（外部端子）が形成された半導体チップ１ａの主面上に、エラストマ２ａ（弾性構造体）、テープ９ａ上に配線１０ａが形成されたフレキシブル配線基板３ａ（配線基板）、ソルダレジスト４ａ（絶縁膜）が設けられ、このソルダレジスト４ａの開口部にはんだバンプ５ａ（バンプ電極）が形成され、ボンディングパッド７ａの形成部分、エラストマ２ａおよびフレキシブル配線基板３ａの側面部分が封止材６ａにより覆われたパッケージ構造となっている。
【０２０４】
半導体チップ１ａは、たとえば図６５に示すように周辺パッド構造とされ、半導体チップ１ａの外周部に沿って複数のボンディングパッド７ａが四角形状に並べられて形成されている。この半導体チップ１ａのボンディングパッド７ａに、一端のリード１１ａが接続されるフレキシブル配線基板３ａの配線１０ａを介して、この配線１０ａの他端のバンプランド１２ａに接合されるはんだバンプ５ａが電気的に接続されている。このはんだバンプ５ａは半導体チップ１ａのボンディングパッド７ａの配列位置より内側の領域に６行×４列で並べられて設けられている。
【０２０５】
従って、本実施の形態３の半導体集積回路装置においても、ファンイン−周辺パッドの半導体パッケージ構造としての違いはあるものの、前記実施の形態１および２で説明したようなそれぞれの技術項目において同様の優れた効果を得ることができる。特に、このファンインのパッケージ構造においては、前記実施の形態１および２と同様に半導体チップ１ａとほぼ同一サイズのＣＳＰの半導体パッケージとすることができる。
【０２０６】
（実施の形態４）
図６６は本発明の実施の形態４である半導体集積回路装置を半導体チップ裏面から見た平面図、図６７は平面図、図６８は断面図、図６９は図６８のＡ部を示す拡大断面図、図７０は配線基板の配線構造を説明するための平面図である。
【０２０７】
本実施の形態４の半導体集積回路装置は、前記実施の形態１および２のような、いわゆるファンイン−センターパッド構造の半導体パッケージに代えて、図６６〜図７０に示すように周辺パッド構造の半導体チップ１ｂを用い、さらにこの半導体チップ１ｂのボンディングパッドに接続されるはんだバンプ５ｂが半導体チップ１ｂの外周より外側の領域に配置される、いわゆるファンアウト−周辺パッドのパッケージ構造となっている。なお、本実施の形態４においても、前記実施の形態１において説明した１．表配線構造から１２．Ｎｉめっきレスリードまでの技術、さらに実施の形態２で説明した裏配線ソルダレジスト構造のそれぞれの技術項目の特徴が取り入れられた構造となっている。
【０２０８】
すなわち、本実施の形態４の半導体集積回路装置は、たとえば８０ピンのボールグリッドアレイ形式の半導体パッケージとされ、複数のボンディングパッド７ｂ（外部端子）が形成された半導体チップ１ｂの主面上に、エラストマ２ｂ（弾性構造体）、テープ９ｂ上に配線１０ｂが形成されたフレキシブル配線基板３ｂ（配線基板）、ソルダレジスト４ｂ（絶縁膜）が設けられ、このソルダレジスト４ｂの開口部にはんだバンプ５ｂ（バンプ電極）が形成され、ボンディングパッド７ｂの形成部分が封止材６ｂにより覆われ、半導体チップ１ｂの側面部分にサポートリング５７ｂが設けられたパッケージ構造となっている。
【０２０９】
半導体チップ１ｂは、たとえば図７０に示すように周辺パッド構造とされ、半導体チップ１ｂの外周部に沿って複数のボンディングパッド７ｂが四角形状に並べられて形成されている。この半導体チップ１ｂのボンディングパッド７ｂに、一端のリード１１ｂが接続されるフレキシブル配線基板３ｂの配線１０ｂを介して、この配線１０ｂの他端のバンプランド１２ｂに接合されるはんだバンプ５ｂが電気的に接続されている。このはんだバンプ５ｂは半導体チップ１ｂのボンディングパッド７ｂの配列位置より外側の領域に四角形状で二列に並べられて設けられている。
【０２１０】
従って、本実施の形態４の半導体集積回路装置においても、ファンアウト−周辺パッドの半導体パッケージ構造としての違いはあるものの、前記実施の形態１および２で説明したようなそれぞれの技術項目において同様の優れた効果を得ることができる。特に、このファンアウトのパッケージ構造においては、前記実施の形態１および２に比べて半導体パッケージのサイズは大きくなるものの、多ピン化に対応したパッケージ構造とすることができる。
【０２１１】
（実施の形態５）
図７１は本発明の実施の形態５である半導体集積回路装置を半導体チップ裏面から見た平面図、図７２は平面図、図７３は断面図、図７４は図７３のＡ部を示す拡大断面図、図７５は配線基板の配線構造を説明するための平面図である。なお、図７５は配線の引き回しを明確にするために、ボンディングパッド、はんだバンプの数などを一部省略し簡略化して示している。
【０２１２】
本実施の形態５の半導体集積回路装置は、前記実施の形態１および２のような、いわゆるファンイン−センターパッド構造の半導体パッケージに代えて、図７１〜図７５に示すように周辺パッド構造の半導体チップ１ｃを用い、さらにこの半導体チップ１ｃのボンディングパッドに接続されるはんだバンプ５ｃが半導体チップ１ｃの外周より内側と外側の両方の領域に配置される、いわゆるファンイン／アウト−周辺パッドのパッケージ構造となっている。なお、本実施の形態５においても、前記実施の形態１において説明した１．表配線構造から１２．Ｎｉめっきレスリードまでの技術、さらに実施の形態２で説明した裏配線ソルダレジスト構造のそれぞれの技術項目の特徴が取り入れられた構造となっている。
【０２１３】
すなわち、本実施の形態５の半導体集積回路装置は、たとえば１１０ピンのボールグリッドアレイ形式の半導体パッケージとされ、複数のボンディングパッド７ｃ（外部端子）が形成された半導体チップ１ｃの主面上に、エラストマ２ｃ（弾性構造体）、テープ９ｃ上に配線１０ｃが形成されたフレキシブル配線基板３ｃ（配線基板）、ソルダレジスト４ｃ（絶縁膜）が設けられ、このソルダレジスト４ｃの開口部にはんだバンプ５ｃ（バンプ電極）が形成され、ボンディングパッド７ｃの形成部分が封止材６ｃにより覆われ、半導体チップ１ｃの側面部分にサポートリング５７ｃが設けられたパッケージ構造となっている。
【０２１４】
半導体チップ１ｃは、たとえば図７５（実際の配置は図７２）に示すように周辺パッド構造とされ、半導体チップ１ｃの外周部に沿って複数のボンディングパッド７ｃが四角形状に並べられて形成されている。この半導体チップ１ｃのボンディングパッド７ｃに、一端のリード１１ｃが接続されるフレキシブル配線基板３ｃの配線１０ｃを介して、この配線１０ｃの他端のバンプランド１２ｃに接合されるはんだバンプ５ｃが電気的に接続されている。このはんだバンプ５ｃは半導体チップ１ｃのボンディングパッド７ｃの配列位置より内側の領域に６行×５列で並べられ、かつ外側の領域に四角形状で二列に並べられて設けられている。
【０２１５】
従って、本実施の形態５の半導体集積回路装置においても、ファンイン／アウト−周辺パッドの半導体パッケージ構造としての違いはあるものの、前記実施の形態１および２で説明したようなそれぞれの技術項目において同様の優れた効果を得ることができる。特に、このファンイン／アウトのパッケージ構造においては、前記実施の形態１および２に比べて半導体パッケージのサイズは大きくなるものの、多ピン化に対応したパッケージ構造とすることができる。
【０２１６】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態１〜５に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０２１７】
たとえば、前記実施の形態においては、いわゆるセンタパッド−ファンイン、周辺パッド−ファンイン、周辺パッド−ファンアウト、周辺パッド−ファンイン／アウト構造のそれぞれの半導体パッケージについて説明したが、センタパッド−ファンアウトまたはセンタパッド−ファンイン／アウト構造の半導体パッケージについても適用可能である。
【０２１８】
また、半導体パッケージの外部接続端子としてのはんだバンプ、このはんだバンプに電気的に接続される半導体チップの外部端子であるボンディングパッドの数については、前記実施の形態で説明したものに限られるものではなく、半導体チップ上に形成される集積回路などのパッケージ仕様に応じて適宜変更可能である。
【０２１９】
さらに、弾性構造体としてのエラストマ、配線基板としてのフレキシブル配線基板のテープ、配線およびリードのめっき、絶縁膜としてのソルダレジスト、バンプ電極としてのはんだバンプなどの材料についても、それぞれの特性を備えている他の材料を用いる場合などについても適用可能であることはいうまでもない。
【０２２０】
たとえば、ソルダレジストとしては、メラミン、アクリル、ポリスチロール、ポリイミドのほか、ポリウレタン、シリコーンなどの材料を挙げられ、はんだ付け温度に耐え、同時にフラックスと洗浄溶剤にさらされることに耐える性質を持っていることが必要となる。
【符号の説明】
【０２２１】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ 半導体チップ
２，２ａ，２ｂ，２ｃ エラストマ（弾性構造体）
３，３ａ，３ｂ，３ｃ フレキシブル配線基板（配線基板）
４，４ａ，４ｂ，４ｃ ソルダレジスト（絶縁膜）
５，５ａ，５ｂ，５ｃ はんだバンプ（バンプ電極）
６，６ａ，６ｂ，６ｃ 封止材
７，７ａ，７ｂ，７ｃ ボンディングパッド（外部端子）
８ 接着材
９，９ａ，９ｂ，９ｃ テープ（基板基材）
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 配線
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ リード
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ バンプランド
１３ チップサイズパッケージ
１４ 一般パッケージ
１５ 実装基板
１６ 外部接続端子
１７ はんだボール
１８ ボンディングツール
１９ ディスペンサ
２０ 第１配線
２１ 第２配線
２２ ビアホール
２３ ウィンドウ開口部
２４ 標準Ｓ字リード
２５ ボンディングツール軌跡
２６ 平面Ｓ字リード
２７ ノッチ
２８ ビームリード
２９ パッシベーション
３０ パッシベーション開口部
３１ 標準アンカー配線
３２ 拡大アンカー配線
３３ 標準エラストマ
３４ ワイドエラストマ
３５ 接着材しみ出し
３６ 切断ライン
３７ メタルマスク
３８ 印刷エリア開口部
３９ 吊り部
４０ 溝
４１ スキージ
４２ ポッティング位置
４３ スタッドバンプ
４４ はんだ
４５ はんだまたはＡｕボール
４６ Ａｌまたははんだワイヤ
４７ Ａｕワイヤ
４８ テープ端
４９ テープ側コーナー
５０ チップ側コーナー
５１ クラック
５２ ダメージ
５３ Ｃｕコア
５４ Ｎｉめっき
５５ Ａｕめっき
５６ ソルダレジスト（絶縁膜）
５７ｂ，５７ｃ サポートリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）表面、前記表面と反対側の裏面、前記表面から前記裏面に貫通する開口部、前記裏面において前記開口部の隣の第１領域に形成された第１バンプランド、前記裏面において前記第１領域に形成され、前記第１バンプランドの隣に形成された第２バンプランド、前記裏面において前記第１領域とは前記開口部を介して反対側の第２領域、及び前記裏面において前記第１バンプランドと前記第２バンプランドとを連結し、前記開口部と交差するように形成された第１リードを有する配線基板を準備する工程；
（ｂ）主面、及び前記主面に形成された第１ボンディングパッドを有する半導体チップを、前記主面が前記配線基板の前記表面と対向し、前記第１ボンディングパッドが前記配線基板の前記開口部内に位置するように、前記配線基板の前記表面上に搭載する工程；
（ｃ）前記配線基板の前記開口部において、ボンディングツールを前記第１リードに押し当てることで前記第１リードを前記半導体チップの前記第１ボンディングパッドに接続し、前記第１リードを前記第２バンプランドから電気的に切断する工程；
ここで、
前記（ａ）工程では、前記第１バンプランドは、前記第１リードのうちの前記第２領域に形成された部分を介して前記第２バンプランドと連結している。
【請求項２】
請求項１において、
前記（ｃ）工程では、前記ボンディングツールを前記第１リードの第１部分及び前記第１部分の隣に配置された第２部分に押し当てることで、前記第１リードを前記半導体チップの前記第１ボンディングパッド及び前記第１ボンディングパッドの隣に形成された第２ボンディングパッドに、それぞれ接続することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２領域には、第３バンプランドが形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１ボンディングパッドは、前記半導体チップの前記主面における中央部に形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記（ｃ）工程の後、前記半導体チップの前記第１ボンディングパッドと前記第１リードとの接合部を樹脂で封止することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記接合部を前記樹脂で封止した後、前記第１バンプランド、前記第２バンプランド及び前記第３バンプランドのそれぞれにバンプ電極を形成することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項１】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）表面、前記表面と反対側の裏面、前記表面から前記裏面に貫通する開口部、前記裏面において前記開口部の隣の第１領域に形成された第１バンプランド、前記裏面において前記第１領域に形成され、前記第１バンプランドの隣に形成された第２バンプランド、前記裏面において前記第１領域とは前記開口部を介して反対側の第２領域、及び前記裏面において前記第１バンプランドと前記第２バンプランドとを連結し、前記開口部と交差するように形成された第１リードを有する配線基板を準備する工程；
（ｂ）主面、及び前記主面に形成された第１ボンディングパッドを有する半導体チップを、前記主面が前記配線基板の前記表面と対向し、前記第１ボンディングパッドが前記配線基板の前記開口部内に位置するように、前記配線基板の前記表面上に搭載する工程；
（ｃ）前記配線基板の前記開口部において、ボンディングツールを前記第１リードに押し当てることで前記第１リードを前記半導体チップの前記第１ボンディングパッドに接続し、前記第１リードを前記第２バンプランドから電気的に切断する工程；
ここで、
前記（ａ）工程では、前記第１バンプランドは、前記第１リードのうちの前記第２領域に形成された部分を介して前記第２バンプランドと連結している。
【請求項２】
請求項１において、
前記（ｃ）工程では、前記ボンディングツールを前記第１リードの第１部分及び前記第１部分の隣に配置された第２部分に押し当てることで、前記第１リードを前記半導体チップの前記第１ボンディングパッド及び前記第１ボンディングパッドの隣に形成された第２ボンディングパッドに、それぞれ接続することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２領域には、第３バンプランドが形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１ボンディングパッドは、前記半導体チップの前記主面における中央部に形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記（ｃ）工程の後、前記半導体チップの前記第１ボンディングパッドと前記第１リードとの接合部を樹脂で封止することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記接合部を前記樹脂で封止した後、前記第１バンプランド、前記第２バンプランド及び前記第３バンプランドのそれぞれにバンプ電極を形成することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【図７０】
【図７１】
【図７２】
【図７３】
【図７４】
【図７５】
【図７６】
【図７７】
【図７８】
【図７９】
【図８０】
【図８１】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【図７０】
【図７１】
【図７２】
【図７３】
【図７４】
【図７５】
【図７６】
【図７７】
【図７８】
【図７９】
【図８０】
【図８１】
【公開番号】特開２００９−２１８６２１（Ｐ２００９−２１８６２１Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５３５２０（Ｐ２００９−１５３５２０）
【出願日】平成２１年６月２９日（２００９．６．２９）
【分割の表示】特願２００６−２８４７０５（Ｐ２００６−２８４７０５）の分割
【原出願日】平成８年３月２２日（１９９６．３．２２）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２９日（２００９．６．２９）
【分割の表示】特願２００６−２８４７０５（Ｐ２００６−２８４７０５）の分割
【原出願日】平成８年３月２２日（１９９６．３．２２）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
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