JP3589093B2

JP3589093B2 - TAB tape with heat sink and reinforcing plate and semiconductor device

Info

Publication number: JP3589093B2
Application number: JP17075799A
Authority: JP
Inventors: 幸雄鈴木; 達也大高; 智夫大森; 茂治高萩; 修吉岡
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2019-06-17
Also published as: JP2000357760A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スティフナと称される放熱板兼補強板の付いたＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）テープ及びこれを用いたテープＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＴ−ＢＧＡ（ＴａｐｅＢＧＡ）構造の半導体装置を図５に示す。これは、図６の如くポリイミド樹脂製絶縁フィルム１の片面に、半田ボールパッド部２１、ボンディングパッド部３及び引き回しリード部２２を含む導体回路パターン２を付けたＴＡＢテープ２０を、接着剤５を介して、中央部に半導体チップ搭載用の凹部６ａを設けてあるスティフナ６と貼り合わせた構造を有する。そして、上記スティフナ６の凹部６ａに接着剤を用いて半導体チップ９を貼り付け、この半導体チップ９の電極と前記ボンディングパッド部３とをボンディングワイヤ８にて結線し、さらに前記半導体チップ９とボンディングワイヤ８とを封止樹脂１０によって封止することで構成される。なお、半田ボールパッド部２１上には半田ボール７が搭載される。
【０００３】
図６の斜線部は、ＴＡＢテープ２０の表面のうち、ソルダーレジスト４の設けられている領域を示す。配線の保護を目的とした絶縁材料からなるソルダーレジスト４は、図示するようにＴＡＢテープ２０の全域に設けられるのではない。中央のデバイスホール２６の周辺に集約的に位置するインナーリードから成るボンディングパッド部３及びそれよりデバイスホール２６側の領域には、ソルダーレジスト４が設けられていない。また、ハンダボールパッド部２１はソルダーレジスト４の存在しない領域によって円形状に形成されている。
【０００４】
このように、現在のところＴ−ＢＧＡ構造の半導体装置に用いられるＴＡＢテープには、ボンディングパッド部３から内側（凹部６ａによるキャビティ側）の領域にはソルダーレジストが塗布されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＴＡＢテープのボンディングパッド部３から内側（キャビティ側）にソルダーレジストが塗布されていないことに起因して、次のような課題が存在している。即ち、従来の半導体装置では、図７に示すように、ＴＡＢテープ２０とスティフナ６を接着する際、上記ソルダーレジスト４が塗布されていないところでは段差面となる。このために、ラミネートロール１７から十分に圧力がかからず、圧着不足によりＴＡＢテープ２０とスティフナ６との間に存在する空気が十分逃げられず、ボイドが入ってしまい、基板への表面実装時のリフローによる熱がかかった時、ボイドが膨張しＴＡＢテープ２０とスティフナ６の間で剥離が生じる可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ＴＡＢテープとスティフナとの接合面での剥離を防ぎ、更なる信頼性の向上を実現した放熱板兼補強板付きＴＡＢテープ及びＴ−ＢＧＡ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、本発明は、次のように構成したものである。
【０００８】
（１）請求項１に記載の放熱板兼補強板付きＴＡＢテープは、中央部にデバイスホールを有する樹脂製絶縁フィルムの片面に、半田ボールパッド部、ボンディングパッド部及び引き回しリード部を含む導体回路パターンを有し、前記ボンディングパッド部が前記デバイスホールの周辺に位置するＴＡＢテープであって、前記ＴＡＢテープの樹脂製絶縁フィルムの導体回路パターンを有しない他方面に対し、接着剤を介して、中央部に半導体チップ搭載用の凹部を設けてあるスティフナと貼り合わせた放熱板兼補強板付きＴＡＢテープにおいて、前記デバイスホール周辺の前記ボンディングパッド部の端部を含む領域に、前記引き回しリード部の存在する領域のソルダーレジストとほぼ同じ高さにソルダーレジストを塗布した構成のものである。
【０００９】
（２）請求項２に記載の半導体装置は、中央部にデバイスホールを有する樹脂製絶縁フィルムの片面に、半田ボールパッド部、ボンディングパッド部及び引き回しリード部を含む導体回路パターンを有し、前記ボンディングパッド部が前記デバイスホールの周辺に位置するＴＡＢテープであって、前記ＴＡＢテープの樹脂製絶縁フィルムの導体回路パターンを有しない他方面に対し、接着剤を介して、中央部に半導体チップ搭載用の凹部を設けてあるスティフナと貼り合わせ、そのスティフナの凹部に半導体チップを設け、その半導体チップの電極と前記ボンディングパット部をボンディングワイヤにて結線した半導体装置において、前記ＴＡＢテープにおける前記デバイスホール周辺の前記ボンディングパッド部の端部を含む領域に、前記引き回しリード部の存在する領域のソルダーレジストとほぼ同じ高さにソルダーレジストを塗布した構成のものである。
【００１０】
上記請求項１、２に記載する本発明の特徴は、通常はソルダーレジストを塗布しないデバイスホール周辺のボンディングパッド部の端部を含む領域に、前記引き回しリード部の存在する領域のソルダーレジストと同様にソルダーレジストを塗布することにより少なくともボンディングパッド部の端部にも厚みを持たせ、厚みの差による部分的な圧着不足を解消したことにある。これにより、ＴＡＢテープをスティフナとの接合面でのボイドの発生による剥離を防ぐことができ、放熱板兼補強板付きＴＡＢテープ及びＴ−ＢＧＡ半導体装置の更なる信頼性の向上を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
図１に、本発明のＴ−ＢＧＡ構造の半導体装置の形態を示す。
【００１３】
中央にデバイスホールが形成された厚さ１００μｍ以下のポリイミド樹脂製絶縁フィルム１から成るＴＡＢ基材の片面に、導体回路パターン２として厚さ３５μｍ以下の回路基板の役割を持つ銅箔を貼り付け、これによりＴＡＢテープ２０が構成されている。この実施形態の場合、厚さ５０μｍのユーピレックス（宇部興産株式会社のポリイミドフィルムの商品名）の片面に、熱硬化性接着剤で厚さ２５μｍの銅箔による導体回路パターン２を接着している。この導体回路パターン２は、図６に示すように外部接続用の半田ボールパッド部２１と、半導体チップ９の電極と接続するためのボンディングパッド部３及び両者間を結ぶ引き回しリード部２２を具備している。
【００１４】
ＴＡＢテープ２０の表面領域のうち、ボンディングパッド部３より外側の領域は、全てソルダーレジスト４で覆われている。また、デバイスホール２６周辺のボンディングパッド部３の端部を含む領域２５（図６参照）も他の領域と同様にソルダーレジスト４０が塗布され、少なくともボンディングパッド部３の端部の高さを図２のＡ部に示す如く引き回しリード部の存在する領域のソルダーレジスト４とほぼ同じにしてボンディングパッド部３内外の領域での段差をなくしている。
【００１５】
次に、上記ＴＡＢテープ２０は、接着剤５を介して、中央部に半導体チップ搭載用の凹部６ａを設けてあるスティフナ６と貼り合わせられる。これは図３に示すように、ラミネートロール１７でＴＡＢテープ２０をスティフナ６に圧着することで行われる。この圧着に際し、デバイスホール２６周辺のボンディングパッド部３の端部を含む領域２５（図６）にも、導体回路パターン２における引き回しリード部の存在する領域のソルダーレジスト４と同様にソルダーレジスト４０が塗布され、少なくともボンディングパッド部３の端部の高さが導体回路パターン２の存在する領域における引き回しリード部のソルダーレジスト４とほぼ同じになっているので、ボンディングパッド部３より外側の領域と内側の領域２５との間の段差がなくなってラミネートロール１７から十分に圧力がかかり、ボイドの発生が防止される。
【００１６】
上記スティフナ６と貼り合わせたＴＡＢテープ２０を用いて、Ｔ−ＢＧＡ半導体装置が次のようにして製造される。即ち、図１の如くスティフナ６の凹部６ａに接着剤で貼り付けて半導体チップ９を搭載する。そして、この半導体チップ９の電極と上記ボンディングパッド部３とをボンディングワイヤ８にて結線し、さらに上記半導体チップ９とボンディングワイヤ８とを封止樹脂１０によって封止する。さらに、格子状に設けてある半田ボールパッド部２１上に半田ボール７をそれぞれ搭載する。これによりＴ−ＢＧＡ半導体装置が製造される。
【００１７】
実際に、図４に示すように、ワイヤボンディングパッド部３の露出幅Ｗを０．２〜１．２ｍｍとし、パッド側のソルダーレジスト塗布部幅Ｄを０．１ｍｍ以上取った構造としたところ、ボイドの発生によるＴＡＢテープ２０とスティフナ６間での剥離は皆無となり、極めて高い信頼性を得ることができた。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の放熱板兼補強板付きＴＡＢテープ及び半導体装置によれば、ＴＡＢテープの樹脂性絶縁フィルムの導体回路パターンを有しない他方面をスティフナに貼り合わせ、樹脂性絶縁フィルムの一方面のボンディングパッド部の端部を含む領域に、引き回しリード部の存在する領域のソルダーレジストとほぼ同じ高さのソルダーレジストを塗布したため、厚みの差による部分的な圧着不足を解消したのでＴＡＢテープとスティフナとの接合面でのボイドの発生が防止され、剥離をなくすことができる。従って、放熱板兼補強板付きＴＡＢテープ及びＴ−ＢＧＡ半導体装置の更なる信頼性の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＴ−ＢＧＡ半導体装置の断面図である。
【図２】本発明の放熱板兼補強板付きＴＡＢテープの断面図である。
【図３】本発明の放熱板兼補強板付きＴＡＢテープの圧着工程を示す断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】従来のＴ−ＢＧＡ半導体装置の断面図である。
【図６】従来の放熱板兼補強板付きＴＡＢテープの部分平面図である。
【図７】従来の放熱板兼補強板付きＴＡＢテープの圧着工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ポリイミド樹脂製絶縁フィルム
２導体回路パターン
３ボンディングパッド部
４、４０ソルダーレジスト
５接着剤
６スティフナ
６ａ凹部
７半田ボール
８ボンディングワイヤ
９半導体チップ
１０封止樹脂
２０ＴＡＢテープ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a TAB (Tape Automated Bonding) tape having a radiator plate and a reinforcing plate called a stiffener, and a tape BGA (Ball Grid Array) semiconductor device using the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 shows a conventional semiconductor device having a T-BGA (Tape BGA) structure. As shown in FIG. 6, a TAB tape 20 having a conductor circuit pattern 2 including a solder ball pad portion 21, a bonding pad portion 3, and a lead 22 on one surface of a polyimide resin insulating film 1 as shown in FIG. It has a structure in which it is bonded to a stiffener 6 having a recess 6a for mounting a semiconductor chip in the center through the center. Then, a semiconductor chip 9 is attached to the concave portion 6a of the stiffener 6 using an adhesive, the electrodes of the semiconductor chip 9 and the bonding pad portions 3 are connected by bonding wires 8, and the semiconductor chip 9 is further bonded to the semiconductor chip 9. It is configured by sealing the wire 8 with a sealing resin 10. The solder ball 7 is mounted on the solder ball pad 21.
[0003]
The hatched portion in FIG. 6 indicates a region on the surface of the TAB tape 20 where the solder resist 4 is provided. The solder resist 4 made of an insulating material for the purpose of protecting the wiring is not provided on the entire area of the TAB tape 20 as illustrated. The solder resist 4 is not provided in the bonding pad portion 3 composed of inner leads intensively located in the periphery of the central device hole 26 and in a region on the device hole 26 side therefrom. Further, the solder ball pad portion 21 is formed in a circular shape by a region where the solder resist 4 does not exist.
[0004]
As described above, at present, the solder resist is not applied to the area inside the bonding pad portion 3 (the cavity side by the concave portion 6a) in the TAB tape used for the semiconductor device having the T-BGA structure.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the following problem exists due to the fact that the solder resist is not applied to the inside (the cavity side) from the bonding pad section 3 of the TAB tape. That is, in the conventional semiconductor device, as shown in FIG. 7, when the TAB tape 20 and the stiffener 6 are bonded, a step surface is formed where the solder resist 4 is not applied. For this reason, sufficient pressure is not applied from the laminating roll 17, air existing between the TAB tape 20 and the stiffener 6 cannot be sufficiently escaped due to insufficient pressure bonding, and voids are formed, so that when the surface is mounted on the substrate, When the reflow heat is applied, the voids may expand and peel off may occur between the TAB tape 20 and the stiffener 6.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, prevent separation at the joint surface between the TAB tape and the stiffener, and further improve the reliability of the TAB tape with a heat sink and a reinforcing plate and a T-BGA semiconductor. It is to provide a device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0008]
(1) The TAB tape with a heat radiating plate and a reinforcing plate according to claim 1, wherein the conductor circuit includes a solder ball pad portion, a bonding pad portion, and a routing lead portion on one surface of a resin insulating film having a device hole in a central portion. Having a pattern, the bonding pad portion is a TAB tape positioned around the device hole, and the other surface of the TAB tape having no conductor circuit pattern of a resin insulating film is bonded via an adhesive, In a TAB tape with a radiator plate and a reinforcing plate bonded to a stiffener having a concave portion for mounting a semiconductor chip in a central portion, a region including an end portion of the bonding pad portion around the device hole is provided with the leading lead portion. It has a configuration in which the solder resist is applied at almost the same height as the solder resist in the existing area
[0009]
(2) The semiconductor device according to claim 2, further comprising a conductive circuit pattern including a solder ball pad portion, a bonding pad portion, and a routing lead portion on one surface of a resin insulating film having a device hole at a center portion. A semiconductor chip is mounted on the center of the TAB tape via an adhesive on the other side of the TAB tape having no conductive circuit pattern, the bonding pad being located around the device hole. In a semiconductor device in which a semiconductor chip is provided in a concave portion of the stiffener and an electrode of the semiconductor chip is connected to the bonding pad portion with a bonding wire, the device hole in the TAB tape is provided. In a region including an end of the peripheral bonding pad portion, Solder resist existing area of the feeder turning lead portion to be of the configuration coated with solder resist at substantially the same height.
[0010]
The feature of the present invention described in the above claims 1 and 2 is that the solder resist in the region including the end of the bonding pad portion around the device hole where the solder resist is not normally applied is the same as the solder resist in the region where the leading lead exists. At least in the end portion of the bonding pad portion to have a thickness, in that it has eliminated the partial crimping shortage due to the difference in thickness by applying a solder resist. As a result, it is possible to prevent the TAB tape from peeling due to the generation of voids at the joint surface with the stiffener, and to further improve the reliability of the TAB tape with a heat sink and a reinforcing plate and the T-BGA semiconductor device. it can.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
[0012]
FIG. 1 shows an embodiment of a semiconductor device having a T-BGA structure according to the present invention.
[0013]
A copper foil having a role of a circuit board having a thickness of 35 μm or less is adhered as a conductive circuit pattern 2 to one surface of a TAB base made of a polyimide resin insulating film 1 having a thickness of 100 μm or less in which a device hole is formed in the center, Thus, the TAB tape 20 is configured. In the case of this embodiment, a conductor circuit pattern 2 made of copper foil having a thickness of 25 μm is adhered to one surface of a 50 μm thick Iupirex (trade name of polyimide film of Ube Industries, Ltd.) with a thermosetting adhesive. As shown in FIG. 6, the conductor circuit pattern 2 includes a solder ball pad portion 21 for external connection, a bonding pad portion 3 for connection to an electrode of the semiconductor chip 9, and a lead portion 22 for connecting the two. ing.
[0014]
In the surface area of the TAB tape 20, the area outside the bonding pad portion 3 is entirely covered with the solder resist 4. Also, a region 25 (see FIG. 6) around the device hole 26 including the end of the bonding pad 3 is coated with the solder resist 40 similarly to the other regions, and at least the height of the end of the bonding pad 3 is shown. As shown in part A of FIG . 2 , the steps in the area inside and outside the bonding pad part 3 are eliminated by making them almost the same as the solder resist 4 in the area where the lead leads are present.
[0015]
Next, the TAB tape 20 is bonded via an adhesive 5 to a stiffener 6 having a recess 6a for mounting a semiconductor chip in the center. This is performed by pressing the TAB tape 20 to the stiffener 6 with the laminating roll 17 as shown in FIG. At the time of this pressure bonding , the solder resist 40 is also applied to the region 25 (FIG. 6) including the end of the bonding pad portion 3 around the device hole 26 in the same manner as the solder resist 4 in the region where the routing lead portion exists in the conductive circuit pattern 2 . Since it is applied and at least the height of the end portion of the bonding pad portion 3 is almost the same as the solder resist 4 of the lead portion in the region where the conductive circuit pattern 2 exists, the region outside the bonding pad portion 3 and the inside thereof There is no step between the first and second regions 25, and the pressure is sufficiently applied from the laminating roll 17 to prevent the occurrence of voids.
[0016]
Using the TAB tape 20 bonded to the stiffener 6, a T-BGA semiconductor device is manufactured as follows. That is, as shown in FIG. 1, the semiconductor chip 9 is mounted on the concave portion 6a of the stiffener 6 with an adhesive. Then, the electrodes of the semiconductor chip 9 and the bonding pad portions 3 are connected by bonding wires 8, and the semiconductor chip 9 and the bonding wires 8 are sealed with a sealing resin 10. Further, the solder balls 7 are respectively mounted on the solder ball pad portions 21 provided in a lattice shape. Thus, a T-BGA semiconductor device is manufactured.
[0017]
Actually, as shown in FIG. 4, the exposed width W of the wire bonding pad portion 3 was set to 0.2 to 1.2 mm, and the width D of the solder resist coating portion on the pad side was set to 0.1 mm or more. There was no peeling between the TAB tape 20 and the stiffener 6 due to generation of voids, and extremely high reliability was obtained.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the TAB tape with a heat sink and a reinforcing plate and the semiconductor device of the present invention, the other surface of the TAB tape having no conductive circuit pattern, which has no conductive circuit pattern, is bonded to the stiffener, Since the solder resist with almost the same height as the solder resist in the area where the wiring leads exist was applied to the area including the end of the bonding pad part on one side, partial insufficiency of pressure bonding due to the difference in thickness was resolved. The generation of voids at the joining surface between the TAB tape and the stiffener is prevented, and peeling can be eliminated. Therefore, it is possible to further improve the reliability of the TAB tape with the heat radiating plate and the reinforcing plate and the T-BGA semiconductor device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a T-BGA semiconductor device of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a TAB tape with a heat sink and a reinforcing plate of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a pressure bonding step of the TAB tape with a heat sink and a reinforcing plate of the present invention.
FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 3;
FIG. 5 is a sectional view of a conventional T-BGA semiconductor device.
FIG. 6 is a partial plan view of a conventional TAB tape with a heat sink and a reinforcing plate.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a pressure bonding step of a conventional TAB tape with a heat sink and a reinforcing plate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating film made of polyimide resin 2 Conductor circuit pattern 3 Bonding pad portion 4, 40 Solder resist 5 Adhesive 6 Stiffener 6a Depression 7 Solder ball 8 Bonding wire 9 Semiconductor chip 10 Sealing resin 20 TAB tape

Claims

On one surface of a resin insulating film having a device hole in the center, the solder ball pad portion, has a conductor circuit pattern including a bonding pad portion and the lead lead portions, the bonding pad portion is located around the said device hole A TAB tape, which is bonded to a stiffener having a concave portion for mounting a semiconductor chip in a central portion thereof via an adhesive, on the other surface of the insulating resin film of the TAB tape, which does not have a conductive circuit pattern . In a TAB tape with a heat sink and a reinforcing plate, a solder resist is applied to a region including an end of the bonding pad portion around the device hole, at a height substantially equal to a solder resist in a region where the routing lead portion exists. A TAB tape with a heat radiating plate and a reinforcing plate.

On one surface of a resin insulating film having a device hole in the center, the solder ball pad portion, has a conductor circuit pattern including a bonding pad portion and the lead lead portions, the bonding pad portion is located around the said device hole A TAB tape , which is bonded to a stiffener having a concave portion for mounting a semiconductor chip in a central portion thereof via an adhesive, on the other surface of the resin insulating film of the TAB tape having no conductive circuit pattern , In a semiconductor device in which a semiconductor chip is provided in a concave portion of the stiffener and an electrode of the semiconductor chip is connected to the bonding pad portion with a bonding wire, an area including an end of the bonding pad portion around the device hole in the TAB tape. Then, the software in the area where the routing lead portion exists is Wherein a coated with a solder resist at substantially the same height as the Zehnder resist.