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Dokumentenidentifikation DE69736157T2 03.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000814510
Titel Filmträger und in einer Halbleiteranordnung verwendete Filmträger
Anmelder Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Ikemizu, Morihiko, 1-1 Shibaura 1-chome Minato-ku Tokyo 105, JP;
Okutomo, Takayuki, 1-1 Shibaura 1-chome Minato-ku Tokyo 105, JP;
Fukuoka, Yutaka, 1-1 Shibaura 1-chome Minato-ku Tokyo 105, JP;
Takeuchi, Masafumi, 1-1 Shibaura 1-chome Minato-ku Tokyo 105, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 69736157
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.06.1997
EP-Aktenzeichen 971100425
EP-Offenlegungsdatum 29.12.1997
EP date of grant 21.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse H01L 23/498(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H01L 23/495(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H05K 3/34(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung bezieht sich auf ein TAB-Band und eine Halbleitervorrichtung, die das TAB-Band verwendet, und insbesondere auf ein TAB-Band, das als ein Ball-Grid-Array-(BGA)(Kugelgitteranordnung)-Bandtyp verwendet wird.

Ein IC-Paket für eine hochgeschwindigkeitshalbleiterintegrierte Schaltkreisvorrichtung ist bekannt aus US 5,162,896 A, wobei eine leitfähige Dünnfilmverdrahtung auf einer isolierenden Dünnfilmschicht gebildet wird und eine Durchführungstyp-Signaleingabeverdrahtung einen inneren Leiter aufweist, mit der eine zugehörige Signalausgangsklemme des Chips direkt verbunden ist, wobei ein Klemmenfeld zum Aufnehmen eines Hochgeschwindigkeitseingabsignals und ein Klemmenfeld mit dem ein Impedanzanpassungswiderstand verbunden ist.

Ferner ist eine Halbleitervorrichtung einer TAB-Struktur bekannt aus US 5,334,858 A, gemäß der ein IC-Chip auf einem Bandteil befestigt ist und eine Mehrzahl von Leitern auf dem Bandteil angeordnet ist, wobei ein isolierender Teil die Mehrzahl von Leitern abdeckt. Eine derartige Halbleitervorrichtungskonstruktion erlaubt die Funktion der Vorrichtung zu testen und zu unterscheiden zwischen den Fehlern in dem Chip und den Leitungsleitungen.

Ferner ist eine automatische Band-Bonding-Halbleitervorrichtung bekannt aus EP 0 528 323 A, in der eine Mehrzahl von elektrischen Leitern auf einem dünnen Kupferfilm gebildet ist, der mit einem Trägerfilm entweder abgeflacht oder anhaftend gebondet ist. Die Vorrichtung umfasst vier Bereiche, die mit thermisch-mechanischen Leitern bereitgestellt werden, wobei der Raum zwischen den einzelnen thermisch-mechanischen Leitern ähnlich zu dem Raum zwischen den einzelnen elektrischen Leitern auf dem Chip bereitgestellt wird.

3 ist eine Draufsicht, die ein konventionelles TAB-Band einer Dreischichtstruktur zeigt. 4 ist eine Schnittansicht, die das TAB-Band von 3 zeigt. Das in 3 und 4 gezeigte TAB-Band umfasst ein Harzband 35 aus Polyimid, einen Kleber 34, der das Harzband abdeckt, und Kupferfolienmuster 31 und 32, die auf dem Kleber gebildet sind.

Die Kupferfolienmuster 31 und 32 bestehen aus Feldern 31a, an die Lötkugeln angefügt sind, und Leitern 32a zum Verbinden der Felder 31a mit einem Halbleiterchip (nicht gezeigt). Die Kupferfolienmuster 31 und 32, die herausragende Teile des Klebers 34 sind mit Lötabdeckung 33 abgedeckt, die sie schützen. Ein Loch wird in dem Teil der Lötabdeckung 33 gebildet, gebildet auf jedem Feld 31a. Angenommen, dass jedes Kupferfolienmuster eine Filmdicke von 18 &mgr;m aufweist, ist der Unterschied in einer Höhe auch 18 &mgr;m zwischen der oberen Oberfläche und jeden der Teile der Lötabdeckung 33, die das Kupferfolienmuster 31 und 32 abgedecken, und der oberen Oberfläche jedes der Teile von der Lötabdeckung 33, die die herausragenden Teilen des Klebers 34 abgedecken.

5 zeigt einen Versteifer, an dem das Polyimidband 35 des TAB-Bandes angehaftet ist. Dieser Versteifer ist für ein BGA-Band und umfasst eine Metallplatte 52 und einen Kleber 51, der darauf abdeckt.

6 ist eine Ansicht, die nützlich ist zum Erklären eines Vorgangs zum Anhaften des in 4 gezeigten TAB-Bandes an den in 5 gezeigten Versteifer durch Thermokompressionsbonding. In 6 werden Elemente ähnlich zu denen in 4 und 5 gezeigten durch entsprechende Bezugsziffern gekennzeichnet und eine Erklärung dessen ausgelassen. Wie in 6 gezeigt wird, wird das TAB-Band und der Versteifer zwischen Werkzeugen 61 und 62 gehalten. In diesem Zustand wird ein Druck auf das TAB-Band und den Versteifer von außerhalb der beiden Werkzeuge 61 und 62 ausgeübt, während eine Hitze darauf angewendet wird. Als ein Ergebnis werden das Band und der Versteifer zueinander mittels des Klebers 51 angehaftet.

Danach wird das resultierende TAB-Band 74, wie in 7A gezeigt, an einen Halbleiterchip 72 angehaftet, wobei der Chip 72 mit einen Giesharz 71 versiegelt wird und Lötkugeln 75 an die Felder des TAB-Bandes 74 angefügt werden, wodurch eine Halbleitervorrichtung gebildet wird. 7B ist eine Draufsicht der in 7A gezeigten Halbleitervorrichtung.

In 6 ein Prozess zum Anhaften des TAB-Bandes an den Versteifer durch Thermokompression, wobei die Lötabdeckung 33 wie oben beschrieben große Unregelmäßigkeiten aufweist, und daher der Druck von dem oberen und unteren Werkzeugen 61 und 62 nicht die tiefen konkaven Teile 63 der Lötabdeckung erreicht. Demgemäß wird der Kleber 51 nicht ausreichend an die Stellen unterhalb der konkaven Teile 63 gedrückt und kann somit gut unzulänglich angehaftete Teile 81 aufweisen, wie in 8 gezeigt ist.

Danach, wenn der Kleber 51 in einem Behandlungs- oder Reflowprozess erhitzt wird, tritt eine Blase an dem unzureichend angehafteten Teil auf. 9 ist eine Schnittansicht, die den Zustand des BGA-Bandes zeigt, in dem eine Blase 91 darin auftritt. Es wird aus 9 verstanden, dass das BGA-Band infolge der Lage 91 gewickelt ist, wodurch die Flachheit der Packung vermindert wird, und es wird schwierig die Höhe der Lötkugeln gleich zu machen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung das TAB-Band sicher über die ganze Oberfläche eines Versteifers anzuhaften und dadurch die Flachheit des Paketes zu erhöhen.

Um die Aufgabe zu lösen umfasst die Erfindung ein Harzband, auf dem Harzband gebildete Felder, aus Kupferfolienmuster bestehende Leiter, zwischen dem Kupferfolienmuster bereitgestellte Blindkupferfolienmuster und eine Lötabdeckung, die die, gesamte Oberfläche des Kupferfolienmusters und die Blindkupferfolienmuster abdeckt.

Die Erfindung kann besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, in dem:

1 eine Schnittansicht ist, die die Ausführungsform der Erfindung zeigt;

2 eine Draufsicht der Ausführungsform von 1 ist;

3 eine Draufsicht ist, die ein konventionelles TAB-Band zeigt;

4 eine Schnittansicht des in 3 gezeigten TAB-Bandes ist;

5 eine Ansicht ist, die einen Versteifer zum Verwenden in einem BGA-Band verwendet;

6 eine Ansicht ist, die nützlich ist zum Erklären eines Vorgangs zum Anhaften eines TAB-Bandes an einen Versteifer durch eine Thermokompression;

7A eine Schnittansicht ist, die eine Halbleitervorrichtung zeigt;

7B eine Draufsicht der in 7A gezeigten Halbleitervorrichtung ist;

8 eine Schnittansicht ist, die ein konventionell es BGA-Band zeigt, das einer Thermokompressionsanfügungsbehandlung erhalten wird; und

9 eine Schnittansicht ist, die ein konventionelles BGA-Band zeigt, das nach einer Hitzebehandlung erhalten wird.

Die Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1 ist eine Schnittansicht, die ein BGA-Band gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt. 2 ist eine Draufsicht der Ausführungsform von 1. Die Schnittansicht von 1 wird entlang der Linien I-I von 2 betrachtet.

In dem BGA-Band der Ausführungsform deckt ein Kleber 14 eine Oberfläche des Harzbandes 15 ab, hergestellt aus z.B. Polyimid. Metallmuster, zum Beispiel Kupferfolienmuster 19, werden auf dem Kleber 14 gebildet. Die Kupferfolienmuster 19 bestehen aus Feldern 11, an die Lötkugeln angefügt sind, und Leiter 12 zum Verbinden der Felder 11 mit dem Halbleiterchip. Jeder Leiter 12 hat eine Breite von z.B. 30–60 &mgr;m.

Der Kleber 14 wird mit Blindmetallmustern 10, 10a, 10b wie Kupferfolienmuster 19, bereitgestellt. Das Blindmetallmuster bedeutet ein Muster, das elektrisch zwischen dem Feld 11 und dem Leiter 12 verbunden ist, und eine Breite größer als der Leiter 12 aufweist, oder ein weder mit dem Feld 11 noch dem Leiter 12 elektrisch verbundenes Muster. Die Breite des Musters ist beispielsweise maximal 600–800 &mgr;m.

Die Kupferfolienmuster 10 bis 12 sind mit einer Lötabdeckung 13 abgedeckt. Die Gegenüberliegende Seite des Polyimidbandes 15 ist an eine Metallplatte 17 mittels eines Klebers 16 angehaftet. Die Metallplatte 17 und der Kleber 16 stellen einen Versteifer dar.

Wie in 1 und 2 gezeigt ist, werden jedes Blindmuster 10, 10a, 10b in einem breiten Raum gebildet, der zwischen aneinander liegenden der Felder 11 oder der Leiter 12definiert wird, oder zwischen jedem Feld 11 und einem zugehörigen Leiter 12. Im Allgemeinen werden die Blindmuster 12 gleichzeitig mit den Feldern 11 und den Leitern 12 gebildet. Die Blindmuster können unabhängig von den anderen Elementen als Blindmuster 10, 10a, oder verbunden mit dem Feld 11 als ein Blindmuster 10b, oder geerdet gebildet werden.

In der Ausführungsform sind die Bereiche der Teile des Klebers 14, die in einer Stufe vor dem Abdecken der Lötabdeckung 13 herausragen durch Bereitstellen der Blindmuster 10, 10a, 10b auf dem Kleber 14 minimiert. Da die Lötabdeckung 13 in dieser Stufe angewendet wird, wird der Unterschied in der Höhe zwischen der oberen Oberfläche jedes der Teile der Lötabdeckung 13, die die Kupferfolienmuster abdeckt, und der oberen Oberfläche jedes der Teile der Lötabdeckung 13, die die herausragenden Teilen des Klebers 14 abgedeckt, minimiert. Wenn die Filmdicke der Kupferfolienmuster 19 18 &mgr;m ist, kann der Unterschied in einer Höhe auf 3–18 &mgr;m vermindert werden, insbesondere auf 7 &mgr;m oder weniger.

Demgemäß kann zur Zeit eines Anhaftens des Versteifers an das TAB-Band ein einheitlicher Druck auf den gesamten Kleber angewendet werden, mit dem Ergebnis, dass keine unzureichenden angehafteten Teile zwischen dem Kleber 16 und dem TAB-Band 15 gebildet werden, und somit keine Blasen dazwischen auftreten. Somit wird die Anhaftung zwischen dem Kleber 16 und dem TAB-Band 15 erhöht.

Ferner wird, da der Kontaktbereich zwischen dem Kleber 14 und dem Kupferfolienmuster durch Verbinden von Blindmustern mit Leitern und Feldern erhöht wird, die Stärke der Anhaftung zwischen dem TAB-Band 15 und der Kupferfolie erhöht.

Zusätzlich vermindert eine Erdung der Blindmetallmuster, die zwischen den Feldern gebildet werden, die Induktivität zwischen jedem Paar von aneinander liegenden Feldern.

Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform das TAB-Band eine Dreischichtstruktur aufweist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das TAB-Band kann eine Doppelschichtstruktur aufweisen, die aus einem Harzband und einer Kupferfolienmusterschicht besteht. Auch sind die Muster und die Blindmuster nicht auf Kupferfolienmuster beschränkt.


Anspruch[de]
Eine Halbleitervorrichtung mit:

einem Harzband (15);

metallischen Mustern (19) einschließlich Feldern (11) und Leitern (12), die auf dem Harzband gebildet sind; und

einer Lötabdeckung (13), die auf den metallischen Mustern und auf herausgestellten Teilen des Harzbandes zwischen den metallischen Mustern abdeckt;

metallischen Blindmustern (10, 10a, 10b), die elektrisch zwischen den Feldern (11) und einem entsprechenden Leiter (12) verbunden sind und eine Breite aufweisen, die größer ist als die des Leiters (12), oder elektrisch verbunden sind mit weder einem der Felder (11) noch einem der Leiter (12), wobei die metallischen Muster mit der Lötabdeckung abgedeckt sind, um dadurch Unterschiede in einer Höhe zwischen oberen Oberflächen der metallischen Muster zu vermindern.
Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Dicke jedes metallischen Musters (19) und die Dicke des Teils der Lötabdeckung (13), die auf jedem metallischen Muster bereitgestellt wird, um einen Betrag von 3 &mgr;m bis weniger als 8 &mgr;m größer ist als die Dicke der Lötabdeckung (13) zwischen jedem metallischen Blindmuster und entsprechenden benachbarten der metallischen Muster. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Blindmuster (10), die mit weder einem der Felder (11) noch mit einem der Leiter (12) verbunden sind, geerdet sind. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klebemittel (14) zwischen dem Harzband (15) und den metallischen Mustern (19) und zwischen dem Harzband (15) und den metallischen Blindmustern (10, 10a, 10b) abdeckt. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch ferner Umfassen von einem Versteifer (17), der einer Stapeloberfläche des Harzbandes anhaftet, wobei die metallischen Blindmuster einen gleichförmigen Druck erlauben, der auf den Versteifer zu der Zeit ausgeübt wird, zu der das Harzband an dem Versteifer mit Druck anhaftet. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klebemittel (14) zwischen dem Harzband (15) und den metallischen Mustern (19) und zwischen dem Harzband und den metallischen Blindmustern (10) anhaftet. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Harzband (15), metallische Muster (19) und metallische Blindmuster (10, 10a, 10b) ein TAB-Band darstellen. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klebemittel (14) zwischen dem Harzband (15) und den metallischen Mustern (19) und zwischen dem Harzband und dem metallischen Blindmustern (10) anhaftet.






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