JPH06163617A - 半導体装置の封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】TAB方式を用いた半導体装置の組立てラインに
おいて、半導体チップの樹脂封止を一定品質、一様厚さ
で、しかもキャリアテ−プの損傷の畏れなく良好な作業
性で行い得る半導体装置の封止方法を提供する。 【構成】一定の間隔を隔てて半導体チップを搭載した走
行チップ搭載キャリアテ−プと、上記間隔と等しい間隔
を隔てて硬化性樹脂封止材を支着した走行封止材支着テ
−プとを、封止材支着テ−プの封止材支着面をチップ搭
載キャリアテ−プ側に向け接触させて封止材をチップ搭
載キャリアテ−プのチップ搭載部位に転移させ、次い
で、硬化工程において封止材を硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はTAB（tape automated bo
nding)方式により、ワイヤレスボンディングした半導体
チップを封止する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の組立てにおいて、組立てシ
ステムを自動化し、生産を合理化するうえにTAB方式が
有用である。このTAB方式使用の組立てシステムにおい
ては、通常、図５の（イ）に示すように、ポリイミド
等の耐熱性、引張り強度に優れたフィルム１１’に複数
本のSnメツキリ−ド１４’，…を印刷法により形成する
と共にセンタ−デバイス孔１２’，…、アウタ−リ−ド
孔１３’，…並びにパ−フォレシ−ョン孔１５’，…を
設けたキャリアテ−プ１’を走行させ、このキャリア
テ−プ１’をチップアタックステ−ションに導き、図５
の（ロ）に示すように、Auバンプ２２’を有する半導体
チップ２’をキャリアテ−プ１’のセンタ−デバイス孔
１２’において下側からリ−ド先端（インナ−リ−ド）
にAu−Sn共晶ボンディングし、更に、封止ステ−ショ
ンに導き、半導体チップを硬化樹脂で封止し、而るの
ち、キャリアテ−プ１’からチップ２’を、アウタ−リ
−ド孔１３’内のアウタ−リ−ド140'をチップ２’側に
つけるようにして打ち抜き、この打ち抜きチップをプリ
ント板に実装している。

【０００３】従来、上記TAB方式における半導体チップ
の樹脂封止法としては、(a)熱硬化性樹脂液をポッティ
ングし、このポッテンィング樹脂液を加熱硬化させる方
法、(b)テ−プ状熱硬化性樹脂をチップ搭載キャリアテ
−プの両面に添わせ、この添付テ−プを予熱して半溶融
状態にし、このテ−プにおけるチツプ包囲部分をプレス
形により打ち抜いてチツプに熱圧着し、次いで、硬化ス
テ−ションにおいてその圧着樹脂を加熱硬化させる方法
（特開昭５３−７９３７９号）、(c)走行チップ搭載キ
ャリアテ−プの両側に、テ−プ状であって、同上チップ
搭載キャリアテ−プの二方の隣り同士のリ−ドのアウタ
−リ−ド部の間に対応する部分を開口した樹脂フィルム
を加熱加圧により圧着し、次いで樹脂フィルムを硬化さ
せる方法（特開昭５５−４３８７１号）等が公知であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(a)の
ポッテンィング法では、硬化性樹脂液のポットライフの
ために、時間の経過と共に樹脂液の粘度が上昇し、滴下
量を一定に維持し難く、一定品質の封止が困難である。
また、樹脂被覆厚みを一様になし得ず、中央部が必要以
上に厚くなり、パッケ−ジの小型化が容易ではない。

【０００５】他方、(b)のテ−プ状熱硬化性樹脂の金型
打ち抜き法では、キャリアテ−プに添付したテ−プ状熱
硬化性樹脂を金型で打ち抜く際、キャリアテ−プのリ−
ドを傷付ける危険性がある。また、この打ち抜きをテ−
プ状熱硬化性樹脂を半溶融状態にしたうえで行わなけれ
ばならないので、金型に樹脂が付着し易く、作業性にも
問題がある。

【０００６】また、(c)の開口フィルムを使用する方法
では、キャリアテ−プのリ−ドが図に示すように、四方
に設けられている場合では、使用できず、リ−ドが対向
する二方の場合に限定される制約がある。

【０００７】本発明の目的は、TAB方式を用いた半導体
装置の組立てラインにおいて、半導体チップの樹脂封止
を一定品質、一様厚さで、しかもキャリアテ−プの損傷
の畏れなく良好な作業性で行い得る半導体装置の封止方
法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の封
止方法は、一定の間隔を隔てて半導体チップを搭載した
走行チップ搭載キャリアテ−プと、上記間隔と等しい間
隔を隔てて硬化性樹脂封止材を支着した走行封止材支着
テ−プとを、封止材支着テ−プの封止材支着面をチップ
搭載キャリアテ−プ側に向け接触させて封止材をチップ
搭載キャリアテ−プのチップ搭載部位に転移させ、次い
で、硬化工程において封止材を硬化させることを特徴と
する構成である。

【０００９】

【作用】封止材支着テ−プに支着する封止材を一様厚
み、一定面積とすることにより、半導体チップの封止厚
さが一様となり、封止樹脂量が一定となる。

【００１０】また、封止材が封止材支着テ−プからチッ
プ搭載キャリアテ−プに転移される際、チップ搭載キャ
リアテ−プに引張り力が作用するが、この引張り力は封
止材の支持テ−プ（セパレ−トテ−プ）に対する支着力
を小さくすることにより低張力にできる。

【００１１】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明において使用する封止材転移装置を示
す説明図である。図１において、Ａはチップ搭載キャリ
アテ−プの供給リ−ルである。供給されるチップ搭載キ
ャリアテ−プ１においては、図２に示すように耐熱性、
耐引張り強度に優れた絶縁フィルム１１、例えば、ポリ
イミドフィルムに一定の間隔を隔ててセンタ−デバイス
孔１２とその孔の二方におけるアウタ−リ−ド孔１３と
を設け、しかも各アウタ−リ−ド孔を越えて先端がセン
タ−デバイス孔に達するリ−ド１４を複数本設けてなる
キャリアテ−プ１０の各センタ−デバイス孔１２に、下
側から半導体チップ２を納め、各チップ２のバンプ電極
をリ−ド先端141にワイヤレスボンディングしてある。

【００１２】Ｂは封止材支着テ−プの供給リ−ルであ
る。封止材支着テ−プ３においては、片面を剥離処理し
たセパレ−トテ−プ３１のその剥離処理面に、上記キャ
リアテ−プ１のセンタ−デバイス孔１４，１４間の間隔
に等しい間隔で、そのセンタ−デバイス孔１４にほぼ等
しい大きさの一様厚さの熱硬化性樹脂層３２を支着して
ある。

【００１３】Ｃは加熱・加圧器、Ｄは封止材支着テ−プ
３のセパレ−トテ−プ３１の巻取り−ル、Ｅは加熱槽、
Ｆは封止材固着チップ搭載キャリアテ−プの巻取リ−ル
である。

【００１４】上記装置を使用して本発明により半導体チ
ップを封止するには、図１において、まず、リ−ルＡか
らチップ搭載キャリアテ−プ１を、リ−ルＢから封止材
支着テ−プ３を、キャリアテ−プ１のリ−ド１４形成面
と封止材支着テ−プ３の封止材３２支着面とを向かい合
わせにして引き出し、加熱・加圧器Ｃにおいて、封止材
３２を半導体チップ２の表面に圧接させる。

【００１５】この場合、図３の（イ）に示すように、加
熱・加圧器Ｄに加熱金型を使用し、両テ−プ１，３の走
行を一時的に停止し、上型４１の降下移動により封止材
３２を加熱、加圧してチップ上面２１に圧接し（４２は
下型）、次いで上型４１を上昇移動させ、両テ−プ１，
３を再度走行させる方法（両テ−プを間歇的に走行させ
る）、または、図３の（ロ）に示すように、加熱・加圧
器に加熱ロ−ル４３を使用し、両テ−プ１，３を一定の
速度で連続走行させ、加熱ロ−ル４３で封止材３２をチ
ップ上面２１に圧接する（４２は下型）方法等を使用で
きる。

【００１６】この加熱・加圧下での封止材３２のチップ
２への圧接により、半溶融状態にされた樹脂でチップ２
の表面２１、チップのバンプ電極２２、リ−ド線先端部
141等がボイドレスで被覆される。

【００１７】このようにして封止材支着テ−プ３の封止
材３２をチップ搭載キャリアテ−プ１のチップ表面２１
に圧接したのちは、図１において、封止材支着テ−プ３
のセパレ−トテ−プ３１を巻取リ−ルＤで巻取って剥離
し、封止材３２をチップ２側に転移させる。

【００１８】この場合、封止材支着テ−プ３における封
止材３２の固着強度をＳ、セパレ−トテ−プ剥離角度を
θとすれば、セパレ−トテ−プ３１の巻取張力Ｔ₁は、 Ｔ₁＝Ｓ／sinθ であり、キャリアテ−プ１に作用する引張り力Ｔ₂は、 Ｔ₂＝Ｓ／tanθ である。而るに、封止材支着テ−プ３における封止材３
２の固着強度Ｓは、セパレ−トテ−プ３１の剥離処理に
よって充分に小さくでき、従って、上記剥離のためのセ
パレ−トテ−プ３１の巻取張力Ｔ₁を低張力にでき、剥
離をスム−ズに行うことができる。また、チップ搭載キ
ャリアテ−プ１に作用する引張り力Ｔ₂も、充分に低く
でき、チップ搭載キャリアテ−プ１、特に、チップ２と
リ−ド１４とのボンディング箇所を安全に維持できる。

【００１９】このようにして、封止材支着テ−プ３の封
止材３２をチップ搭載キャリアテ−プ１のチップ表面２
１に転移したのちは、チップ搭載キャリアテ−プを加熱
槽Ｅにおいて加熱し、上記転移封止材３２のチップ２へ
の固着強度を強化し、而るのち、一旦、巻取リ−ルＦで
巻取り、この半製品巻取リ−ル全体を硬化炉（図示され
ていない）に搬入し、封止材の硬化を終結させ、これに
てチップ搭載キャリアテ−プのチップの樹脂封止作業を
終了する。

【００２０】上記において、加熱・加圧器Ｃによる封止
材３２のチップ２への圧着条件如何によっては、加熱槽
Ｅでの加熱処理を省略することもできる。また、硬化炉
での封止材の硬化時、不要な接着を防止はするために、
半製品を巻取リ−ルＦに巻取る際、チップ部分に適当な
セパレ−タを介在させることもできる。

【００２１】本発明において、封止材には、通常、エポ
キシ樹脂が使用される。この封止材の半導体チップに接
する面には、封止材支着テ−プの移送中等でのこの面の
保護のために、保護層を設けておき、チップ搭載キャリ
アテ−プのチップへの圧着直前に当該保護層を剥離する
ことが望ましく、例えば、図４に示すように、セパレ−
トテ−プ３２に熱硬化樹脂層ｅを弱接着力（Ｓ）で積層
し、この熱硬化樹脂層ｅにトムソン刃等で封止材の外郭
形状の切れ目ｃを入れ、更に同熱硬化樹脂層ｅ上に前記
接着力Ｓよりも弱い接着力で保護層３３を設け、図１に
おいて、リ−ルＢから封止材支着テ−プ３を引き出す際
に、上記切れ目ｃで囲まれた本来の封止材部分３２以外
の部分321を全保護層３３と共に剥離除去することがで
きる。

【００２２】また、封止材には、エポキシ樹脂層の外面
に、防湿層、電磁波遮蔽層，静電気発生防止層又は機械
的補強層の何れか、または、二層以上設けた複合構造、
或はエポキシ樹脂層の内面に防湿樹脂層、応力緩和層
（エポキシ樹脂の硬化収縮応力、熱収縮応力の吸収層）
の何れか、または二層以上設けた複合構造を使用するこ
ともできる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の半導体装置の封止方法は上述し
た通りの構成であり、封止材支着テ−プからチップ搭載
キャリアテ−プのチップに転移する封止材の厚みを一様
とし、かつ封止材面積を一定とすることにより、チップ
搭載キャリアテ−プのチップを一様厚み、一定樹脂量で
封止でき、小型で、かつ品質のバラツキのない封止が可
能となる。

【００２４】また、封止材支着テ−プの封止材をチップ
搭載キャリアテ−プのチップ側に圧着したのちに行う封
止材支着テ−プの支持テ−プ（セパレ−トテ−プ）の剥
離を、封止材支着テ−プへの封止材の支着強度を小とし
ておくことにより、低張力でスム−ズに行い得、更に、
同剥離時にチップ搭載キャリアテ−プに作用する引張り
力も充分に低張力にでき、同キャリアテ−プ特にリ−ド
とチップとのワイヤレスボンディングを安全に維持でき
るのて、良好な作業性で、かつ安全に樹脂封止できる。

【００２５】更にまた、キャリアテ−プのリ−ドが四方
であっても、何らの支障なく封止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用する封止材転移装置の一例
を示す説明図である。

【図２】本発明において使用する走行チップ搭載キャリ
アテ−プの一例を示す説明図である。

【図３】本発明において使用する加熱・加圧器の異なる
例を示す説明図である。

【図４】本発明において使用する封止材支着テ−プの一
例を示す説明図である。

【図５】図５の(イ)は公知のTAB方式において使用する
キャリアテ−プを示す説明図、図５の（ロ）は同方式に
よるチップのワイヤレスボンディングを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ チップ搭載キャリアテ−プ ２ 半導体チップ ３ 封止材支着テ−プ ３２ 封止材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定の間隔を隔てて半導体チップを搭載し
   た走行チップ搭載キャリアテ−プと、上記間隔と等しい
   間隔を隔てて硬化性樹脂封止材を支着した走行封止材支
   着テ−プとを、封止材支着テ−プの封止材支着面をチッ
   プ搭載キャリアテ−プ側に向け接触させて封止材をチッ
   プ搭載キャリアテ−プのチップ搭載部位に転移させ、次
   いで、硬化工程において封止材を硬化させることを特徴
   とする半導体装置の封止方法。