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JP3105089B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP3105089B2
JP3105089B2 JP04243742A JP24374292A JP3105089B2 JP 3105089 B2 JP3105089 B2 JP 3105089B2 JP 04243742 A JP04243742 A JP 04243742A JP 24374292 A JP24374292 A JP 24374292A JP 3105089 B2 JP3105089 B2 JP 3105089B2
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Toshiba Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置に係わ
り、特に多端子の半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、半導体装置の高機能化に伴い、装
置の多端子化が進んでいる。現在、最も多端子化を実現
できる装置としては、フリップ・チップ接続法を用いた
装置がある。
【0003】図8は、フリップ・チップ接続法を用いた
装置の概要を示す断面図である。
【0004】図8に示すように、半導体チップ100の
表面上には、チップ100内に設けられた図示せぬ半導
体素子に接続されるバンプ電極101…101が形成さ
れている。そして、バンプ電極101…101を、実装
基板102上に設けられた配線103…103に、半田
付け等により接続する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】フリップ・チップ接続
法を用いた装置はかなりの多端子化を可能にするが、実
装基板102上の配線パタ−ンのピッチPW を、チップ
101上の電極パタ−ンのピッチPE と同様に、狭ピッ
チにすることが要求される。また、ピッチPW 、ピッチ
E がともに狭ピッチとなってくると、それらの実装
(接続)に際し、高度な技術が必要となる。
【0006】この発明は、上記の問題に鑑みて為された
もので、その目的は、実装が容易となる構造を持ち、か
つ更なる多端子化をも推進できる半導体装置を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係わる半導体装置は、半導体チップと、
この半導体チップの一つの表面上に設けられ、この半導
体チップ内に形成された半導体素子に接続されるチップ
電極パッドと、前記半導体チップを包む絶縁性フィルム
と、前記絶縁性フィルム内に形成され、前記チップ電極
パッドに電気的に接続された配線層と、前記半導体チッ
プの複数の表面上方に対応して前記絶縁性フィルムの表
面上に配置され、前記配線層に電気的に接続されて前記
チップの外部端子として機能する外部電極パッドとを具
備することを特徴としている。
【0008】
【作用】上記のような半導体装置によれば、外部電極パ
ッドが、絶縁性フィルム内に設けられた配線層を介し
て、半導体チップの複数表面上方に導出されるので、
部電極パッドを、半導体チップの複数の面を利用して配
置することができる。従って、外部電極パッド間のピッ
チを、チップ電極パッド間のピッチよりも大きくするこ
とが可能となり、実装の容易化を達成できる。また、
部電極パッド間のピッチを大きくできるので、更なる多
端子化を推進できる構造となる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例によ
り説明する。この説明において、全図に渡り同一の部分
には同一の参照符号を付し、重複する説明は避けること
にする。
【0010】図1はこの発明の第1の実施例に係わる半
導体装置を示す図で、(a)は半導体装置の断面図、
(b)は実装基板上に実装した時の断面図である。
【0011】図1(a)に示すように、半導体チップ1
の一つの表面上には、チップ1内に形成された図示せぬ
半導体素子に接続されるチップ電極パッド21 〜2n
形成されている。チップ1は、ポリイミド製のフレキシ
ブルなテ−プ・キャリア・フィルム3により包まれてい
る。フィルム3は、接着用樹脂(例えばエポキシ系樹脂
接着剤)、あるいは粘着テ−プ等の絶縁性の接着部材4
により、チップ1の表面に固着される。フィルム3内に
はフィルム内配線51 〜5n が形成されている。フィル
ム3の外側表面上には外部電極パッド61 〜6n が形成
されている。外部電極パッド61 〜6n はおのおの、フ
ィルム内配線51 〜5n の一端に接続されている。フィ
ルム内配線51 〜5n の他端は、フィルム3の内側表面
上に形成された接続電極パッド71 〜7n に接続されて
いる。接続電極パッド71 〜7nはおのおの、チップ電
極パッド21 〜2n に電気的に接続される。これによ
り、外部電極パッド61 〜6n は、フィルム内配線51
〜5n を介してチップ電極パッド21 〜2n に電気的に
接続されるようになる。外部電極パッド61 〜6n のう
ち、パッド61 、62 、65 、6n は、フィルム3内に
スル−ホ−ル8…8を形成し、このスル−ホ−ル8…8
内にフィルム内配線51 、52 、55 、5n を形成する
ことにより、チップ1の下面上方に導出される。また、
パッド63 、64 は、フィルム3を多層構造とし、これ
らの層間にフィルム内配線53 、54 を形成することに
より、チップ1の上面上方に導出される。このように、
外部電極パッド61 〜6n がチップ1の上面および下面
それぞれの上方に対応して配置された装置を、実装基板
10の基板配線111 〜11n に接続する時には、図1
(b)に示すように、例えばフリップ・チップ接続法と
テ−プ・キャリア接続法の2種の接続法を同時に用い
る。即ち、チップ1の下面上方に配置された外部電極パ
ッド61 、62 、65 、6n はそれぞれ、フリップ・チ
ップ接続法を用いて基板配線111 、112 、115
11n に接続し、チップ1の上面上方に配置された外部
電極パッド63 、64 はそれぞれ、テ−プ・キャリア接
続法を用いて基板配線113 、114 に接続する。図1
(b)において、参照符号121 、122 を付して示さ
れるリ−ドはTABリ−ドである。また参照符号13は
キャリア・テ−プを示している。このような実装を達成
するために、予め、パッド61 、62 、65 、6n をフ
リップ・チップ接続用の電極構造とし、パッド63 、6
4をTAB接続用の電極構造としておく。また、テ−プ
・キャリア接続法の代わりに、ワイヤ接続法を利用する
ことも可能である。この場合には、パッド63 、64
ワイヤ接続用の電極構造とされる。また、この発明に係
わる装置はかなりの多端子化を実現できるため、実装基
板10には、高密度で基板配線を配置することが可能な
多層構造のものを用いることが望ましい。図1(b)に
おいては、実装基板10内に形成される実装基板内配線
141 〜14n を3層構造とした実装基板10が示され
ている。
【0012】次に、図1に示される装置の製造方法につ
いて説明する。
【0013】図2はこの発明の第1の実施例に係わる半
導体装置の製造方法を示す図で、(a)〜(c)はそれ
ぞれ、図1に示す装置を主要な工程毎に示した断面図、
(d)は(c)の工程における装置を概略的に示した斜
視図である。
【0014】まず、図2(a)に示すように、例えば半
田付法等を用いて、バンプ電極構造とされているチップ
電極パッド21 〜2n を、接続電極パッド71 〜7n
電気的に接続する。この接続は、テ−プ・キャリア・フ
ィルム3を平坦な状態のまま行う。
【0015】次に、図2(b)〜(d)に示すように、
フィルム3を、チップ1の側面に沿って折り曲げてい
く。この時、フィルム3のチップ1側の表面には接着部
材4が塗布されているので、フィルム3を折り曲げるこ
とによって、チップ1とフィルム3とが互いに固着され
る。尚、接着部材4はフィルム3ではなく、チップ1の
表面に塗布されても良い。最後に、フィルム3をチップ
1の上面に沿って折り曲げて、フィルム3をチップ1の
上面に固着させることにより、図1に示すような装置が
完成する。
【0016】次に、図1、図2に示されるテ−プ・キャ
リア・フィルム3の製造方法について説明する。
【0017】図3はフィルム・キャリア・テ−プの製造
方法を示す図で、(a)〜(e)はそれそれ、テ−プ・
キャリア・フィルム3を製造工程毎に示した斜視図、
(f)は(e)の工程におけるバンプ電極を概略的に示
した断面図である。
【0018】まず、図3(a)に示すように、ポリイミ
ド等の絶縁フィルム(テ−プ)状の部材20を準備す
る。次いで、フィルム状部材20の表面および裏面それ
ぞれにエポキシ系の樹脂接着剤を塗布する。
【0019】次に、図3(b)に示すように、銅箔21
1 、212 をそれぞれ、フィルム状部材20の表面およ
び裏面に接着する。
【0020】次に、図3(c)に示すように、銅箔21
1 をエッチングによりパタ−ニングしてフィルム内配線
1 〜5n となるパタ−ン22を形成する。また、裏面
においては銅箔212 をエッチングによりパタ−ニング
することにより、パッド61〜6n となるパタ−ンを形
成する。
【0021】次に、図3(d)に示すように、第2のフ
ィルム状部材23を、フィルム状部材20に接着する。
【0022】次に、図3(e)に示すように、スル−ホ
−ル等を形成した後、チップへの接続電極パッド71
n となるバンプ電極24を形成する。図3(f)はバ
ンプ電極24の断面図であり、図3(f)に示すよう
に、バンプ電極24は、フィルム状部材23上に形成さ
れた銅箔パタ−ン26と、この銅箔パタ−ン26上に形
成された金属メッキ部25とで成る。金属メッキ部25
は、例えば半田、金等の材料を使って形成される。
【0023】以上のような製法により、テ−プ・キャリ
ア・フィルム3は作製される。
【0024】図4は、この発明の第2の実施例に係わる
半導体装置の断面図である。
【0025】図4に示すように、外部電極パッド61
n は、チップ1の側面上方に配置されている。
【0026】このように外部電極パッド61 〜6n をチ
ップ1の側面上方に配することによって、半導体装置を
実装基板上へ直立して実装することが可能となり、装置
の実装密度を向上させることができる。
【0027】図5は、この発明の第3の実施例に係わる
半導体装置の断面図である。
【0028】図5に示すように、実装基板10上に実装
された半導体装置の表面全体(または一部でも良い)に
は、封止用の樹脂30が塗布されている。
【0029】このように半導体装置の表面全体、または
その一部上を封止用の樹脂30を用いて被覆することに
よって、実装後における半導体装置の電気的接続の信頼
性、および耐湿性等を、さらに向上させることができ
る。
【0030】図6は、この発明の第4の実施例に係わる
半導体装置を示す図で、(a)は平面図、(b)は
(a)図中のb−b線に沿う断面図である。
【0031】図6(a)〜(b)に示すように、テ−プ
・キャリア・フィルム3には複数のチップ11 〜14
包まれている。外部電極パッド61 〜6n は、チップ1
1 〜14 に電気的に接続され、マルチチップ・モジュ−
ルが構成されている。
【0032】このように複数のチップ11 〜14 をフィ
ルム3で包み込むことによって、マルチチップ型の半導
体装置を構成することも可能であり、実装密度の向上、
半導体装置の高機能化等を達成することができる。
【0033】図7は、この発明の第5の実施例に係わる
半導体装置の断面図である。
【0034】図7に示すように、第1のフィルム3aに
包まれた第1のチップ1a、第2のフィルム3bに包ま
れた第2のチップ1b、…、第4のフィルム3dに包ま
れた第4のチップ1dが順次、実装基板10上に積み重
ねられている。第1のチップ1aの下方に設けられた外
部電極パッド6a1 、6a2 、6a5 、および6n はそ
れぞれ、基板配線11a1 、11a2 、11a5 、およ
び11n に電気的に接続されている。第1のチップ1a
の上方に設けられた外部電極パッド6a3 、6a4 はそ
れぞれ、第2のチップ1bの下方に設けられた外部電極
パッド6b3 、6b4 に電気的に接続され、第2のチッ
プ1bの上方に設けられた外部電極パッド6b1 、6b
2 はそれぞれ、第3のチップ1cの下方に設けられた外
部電極パッド6c3 、6c4 に電気的に接続され、…、
第4のチップ1dの下方に設けられた外部電極パッド6
3 、6d4 に電気的に接続されている。第4のチップ
の上方に設けられた外部電極パッド6d1 、6d2 は、
TABリ−ド121 、122 を介して基板配線113
114 に接続されている。
【0035】このように複数のチップ1a〜1dを順
次、実装基板10上に積み重ねることによって、マルチ
チップ型の半導体装置を構成することも可能である。ま
た、この第5の実施例において、最上層のチップ1d
を、基板配線11に電気的に接続することは必ずしも必
要でない。この場合には、例えば最下層のチップ1aを
基板配線11に電気的に接続することによって、チップ
1a〜1d各々と基板配線11との電気的な接続を実現
すれば良い。
【0036】上記実施例に係わる半導体装置よれば、半
導体チップの一つの面に限定されていた電極(パッド)
を、フィルム内配線を用いて半導体チップの複数の面に
再配列している。このため、図1に示すように半導体チ
ップの電極ピッチPCEよりも、外部電極ピッチPOEを大
きくすることが可能となり、実装の容易化を達成でき
る。また、外部電極ピッチPOEを大きくできることか
ら、更なる半導体装置の多端子化を推進できる。
【0037】また、フリップ・チップ接続法やTAB接
続法を用いた従来の半導体装置では、ベア・チップ実装
であった点が、上記実施例ではチップがフィルム3によ
り被覆されることから、耐湿性等が向上する、という利
点も得ることができる。
【0038】以上、この発明を実施例により説明した
が、この発明は上記実施例に限られるものではなく、種
々の変形が可能である。
【0039】例えば上記実施例では、フィルム3を半導
体チップの2辺から折りたたむ形式をとっていたが、1
辺、3辺、あるいは4辺から折りたたむ形式をとっても
良い。
【0040】また、フィルム3についても、上記実施例
で説明した製法によって作製されたフィルム3に限られ
て用いられる訳ではなく、様々な製造方法によって作製
されフィルム3を用いることができることは言うまでも
ない。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、実装が容易となる構造を持ち、かつ更なる多端子化
をも推進できる半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1の実施例に係わる半導体
装置を示す図で、(a)は半導体装置の断面図、(b)
は実装基板上に実装した時の断面図。
【図2】図2はこの発明の第1の実施例に係わる半導体
装置の製造方法を示す図で、(a)〜(c)はそれぞ
れ、図1に示す装置を主要な工程毎に示した断面図、
(d)は(c)の工程における装置を概略的に示した斜
視図。
【図3】図3はフィルム・キャリア・テ−プの製造方法
を示す図で、(a)〜(e)はそれぞれ、テ−プ・キャ
リア・フィルム3を製造工程毎に示した斜視図、(f)
は(e)の工程におけるバンプ電極を概略的に示した断
面図。
【図4】図4はこの発明の第2の実施例に係わる半導体
装置の断面図。
【図5】図5はこの発明の第3の実施例に係わる半導体
装置の断面図。
【図6】図6はこの発明の第4の実施例に係わる半導体
装置を示す図で、(a)は平面図、(b)は(a)図中
のb−b線に沿う断面図。
【図7】図7はこの発明の第5の実施例に係わる半導体
装置の断面図。
【図8】図8は従来の半導体装置の断面図。
【符号の説明】
1,11 〜14 ,1a〜1d…半導体チップ、21 〜2
n …チップ電極パッド、3,3a〜3d…テ−プ・キャ
リア・フィルム、4…接着部材、51 〜5n …チップ内
配線、61 〜6n …外部電極パッド、71 〜7n …接続
電極パッド、8…スル−ホ−ル、10…実装基板、11
1 〜11n …基板配線、121 、122…TABリ−
ド、13…フィルム・キャリア、141 〜14n …実装
基板内配線。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップと、 前記半導体チップの一つの表面上に設けられ、この半導
    チップ内に形成された半導体素子に接続されるチップ
    電極パッドと、 前記半導体チップを包む絶縁性フィルムと、 前記絶縁性フィルム内に形成され、前記チップ電極パッ
    に電気的に接続された配線層と、 前記半導体チップの複数の表面上方に対応して前記絶縁
    性フィルムの表面上に配置され、前記配線層に電気的に
    接続されて前記チップの外部端子として機能する外部電
    パッドとを具備することを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 第1の主要な表面およびこの第1の主要
    な表面の反対側に位置する第2の主要な表面をそれぞれ
    有する半導体チップと、 前記半導体チップの第1の主要な表面上に設けられた複
    数のチップ電極パッドと、 前記半導体チップを包むフレキシブル絶縁膜と、 前記フレキシブル絶縁膜内に形成されるとともに、開孔
    部により前記チップ電極パッドに電気的に接続された配
    線層と、 前記開孔部および前記配線層により前記チップ電極パッ
    ドに電気的に接続されるとともに、前記チップ電極パッ
    ドの外部端子として機能する複数の外部電極パッドとを
    具備し、前記外部電極パッドは、前記半導体チップの第1の主要
    な表面に隣接して配置されているとともに、前記半導体
    チップの第2の主要な表面および前記半導体チップの側
    面の少なくともいずれかに隣接して配置され、前記外部
    電極パッド間のピッチは、前記チップ電極パッド間のピ
    ッチよりも大きい ことを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 第1の主要な表面およびこの第1の主要
    な表面の反対側に位置する第2の主要な表面をそれぞれ
    有する半導体チップと、 前記半導体チップの第1の主要な表面上に設けられた複
    数のチップ電極パッドと、 前記半導体チップを包むフレキシブル絶縁膜と、 前記フレキシブル絶縁膜内に形成されるとともに、開孔
    部により前記チップ電極パッドに電気的に接続された配
    線層と、 前記開孔部および前記配線層により前記チップ電極パッ
    ドに電気的に接続されるとともに、前記チップ電極パッ
    ドの外部端子として機能する複数の外部電極パッドとを
    具備し、前記外部電極パッドは、前記半導体チップの第1の主要
    な表面に隣接して配置されているとともに、前記半導体
    チップの第2の主要な表面および前記半導体チップの側
    面の少なくともいずれかに隣接して配置され、前記第1
    の主要な表面に隣接して配置された前記外部電極パッド
    間のピッチは、前記チップ電極パッド間のピッチよりも
    大きい ことを特徴とする半導体装置。
  4. 【請求項4】 第1の主要な表面およびこの第1の主要
    な表面の反対側に位置する第2の主要な表面をそれぞれ
    有する半導体チップと、 前記半導体チップの第1の主要な表面上に配置された複
    数のチップ電極パッドと、 前記半導体チップを包むフレキシブル絶縁膜と、 前記フレキシブル絶縁膜内に形成されるとともに、開孔
    部により前記チップ電極パッドに電気的に接続された配
    線層と、 前記フレキシブル絶縁膜の表面上に形成され、それぞれ
    対応する前記チップ電極パッドの一つに前記配線層によ
    り電気的に接続された複数の外部電極パッドとを具備
    し、前記外部電極パッドは、前記半導体チップの第1の主要
    な表面に隣接して配置されているとともに、前記半導体
    チップの第2の主要な表面および前記半導体チップの側
    面の少なくともいずれかに隣接して配置され、前記外部
    電極パッド間の平均距離は、前記チップ電極パッド間の
    平均距離よりも大きい ことを特徴とする半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記配線層は少なくとも1つの層からな
    ることを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれか一項
    に記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記半導体チップは複数あることを特徴
    とする請求項1乃至請求項5いずれか一項に記載の半導
    体装置。
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