JP2004179300A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device in which a high-density mounting can be attained and which can be repaired easily, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: The semiconductor device is composed of a package substrate on which a semiconductor chip is mounted; a plurality of wires electrically connecting the surface electrode of the chip and the connecting electrode of the package substrate, a flexible substrate 4 which is connected to and formed on the package substrate so as to be projected from the package substrate, in which a plurality of external terminals 4a connected to a connector 10 are arrayed and formed at an end section, and which has flexibility; and a sealing body 5 sealing the chip and the wires. The flexible substrate 4 is attached to the connector 10 formed on the mounting substrate 9, and the substrate 4 is bent and a package body 11 is arranged in a space section on the substrate 9. Accordingly, an area required for a package mounting on the substrate 9 is reduced and packaging density can be increased. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造技術に関し、特に高密度実装に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高密度実装の一例として、複数の半導体チップを積層したスタックドパッケージと呼ばれるＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）があり、絶縁性基板上に半導体チップが積層して配置され、さらに絶縁性基板の裏面にはボール状の複数の実装用外部端子がエリアアレイ状に配列されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２０４７２０号公報（第５頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記ＣＳＰの実装において、実装後にＣＳＰが不良になるとリペアなどの作業が生じる。ＣＳＰのリペアでは、熱をかけて半田を溶かし、さらに残留した半田を除去した後、再度熱をかけてＣＳＰを半田実装する。
【０００５】
その結果、リペアの工程が煩雑になることが問題である。
【０００６】
また、メモリカードなどの実装では、リペアは容易であるものの、ＣＳＰに比較して実装面積が大きくなり、高密度実装が実現できないことが問題である。
【０００７】
本発明の目的は、高密度実装化を図る半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
さらに、本発明のその他の目的は、リペアを容易に行うことが可能な半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明のその他の目的は、コストの低減化を図る半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の前記ならびにその他の課題、および目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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。
【００１２】
すなわち、本発明は、第１の配線基板と、前記第１の配線基板上に搭載された半導体チップと、前記第１の配線基板から突出するように前記第１の配線基板に接続し、コネクタに接続可能な複数の外部端子が端部に設けられ、可撓性を有した第２の配線基板とを有するものである。
【００１３】
また、本発明は、第１の配線基板を準備する工程と、コネクタに接続可能な複数の外部端子が端部に設けられ、可撓性を有した第２の配線基板を準備する工程と、前記第１の配線基板上に半導体チップを搭載する工程と、前記外部端子が設けられた前記端部が前記第１の配線基板から突出するように前記第１の配線基板と前記第２の配線基板とを接続する工程とを有するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００１５】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００１６】
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。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態の半導体装置の構造の一例を示す平面図、図２は図１に示す半導体装置の底面図、図３は図１に示す半導体装置の側面図、図４は図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面の構造を示す拡大部分断面図、図５は図１に示す半導体装置の実装構造の一例を示す部分平面図、図６は図１に示す半導体装置の実装構造の変形例を示す断面図、図７は図１に示す半導体装置の実装構造の変形例を示す断面図、図８は図１に示す半導体装置の組み立てにおけるダイボンディングおよびワイヤボンディング後の構造を示す平面図、図９は図１に示す半導体装置の組み立てにおける樹脂封止後の構造を示す平面図、図１０は図１に示す半導体装置の組み立てにおけるダイシング前とダイシング後の構造を示す平面図、図１１、図１２および図１３はそれぞれ本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の構造を示す部分断面図、図１４は本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の構造を示す底面図である。
【００１８】
本実施の形態の半導体装置は、半導体チップ１が組み込まれたパッケージ本体１１と、コネクタ１０に接続可能で、かつ可撓性を有したフレキシブル基板４とからなり、実装基板９などへの実装時は、実装基板９に設けられたコネクタ１０に装着して実装を行うものである。
【００１９】
図１〜図４に示す本実施の形態の半導体装置の構成について説明すると、半導体チップ１が搭載された第１の配線基板であるパッケージ基板３と、半導体チップ１の表面電極とパッケージ基板３の接続電極３ｃとを電気的に接続する金属製の複数のワイヤ２と、パッケージ基板３から突出するようにパッケージ基板３に接続して設けられるとともに、コネクタ１０に接続可能な図５に示す複数の外部端子４ａが端部に整列して設けられ、かつ可撓性を有した第２の配線基板であるフレキシブル基板４と、半導体チップ１および複数のワイヤ２を封止する封止体５とからなる。
【００２０】
すなわち、本実施の形態の半導体装置は、実装基板９上に設けられたコネクタ１０に対してフレキシブル基板４を装着してパッケージ実装を行うことにより、実装基板９上でのパッケージ実装のための必要面積を低減化して実装密度の向上を図るとともに、コネクタ１０に対しての着脱により半導体装置のリペアを容易に行うことを可能にするものである。
【００２１】
そこで、パッケージ本体１１に接続された第２の配線基板として、可撓性を有する薄膜のテープ状のフレキシブル基板４を用いている。
【００２２】
フレキシブル基板４は、その材質が、例えば、ポリイミドなどのフィルム材からなり、可撓性を有した薄膜のテープ状に形成されているため、配線４ｃを損傷させずに折り曲げることができる。
【００２３】
さらに、図１に示すようにフレキシブル基板４の長手方向の一端には、図５に示すコネクタ１０と接続可能な複数の外部端子４ａが形成されており、一方、他端は図２、図３に示すようにパッケージ本体１１のパッケージ基板３と半田８（図４参照）または導電性接着剤などによって電気的に接続されている。すなわち、パッケージ基板３の裏面３ｂの接続電極３ｃとフレキシブル基板４の接続電極４ｂとが半田８によって電気的に接続されている。
【００２４】
また、第１の配線基板であるパッケージ基板３は、主面３ａとその反対の裏面３ｂとを有したベース基材３ｆからなり、その主面３ａには配線３ｅとこれに電気的に接続された接続電極３ｃとが形成されており、主面３ａの接続電極３ｃにはワイヤ２が接続されている。
【００２５】
また、裏面３ｂにも接続電極３ｃが形成され、裏面３ｂの接続電極３ｃは、フレキシブル基板４と半田８によって電気的に接続されている。
【００２６】
なお、主面３ａの接続電極３ｃと裏面３ｂの接続電極３ｃとは、ビア３ｄによって電気的に接続されている。また、配線３ｅは、絶縁膜であるソルダレジスト３ｇによって覆われ、その上にダイボンディング材６を介して半導体チップ１が搭載されている。
【００２７】
さらに、半導体チップ１の表面電極とパッケージ基板３の主面３ａの接続電極３ｃとが金線などのワイヤ２によって電気的に接続されている。
【００２８】
したがって、半導体チップ１の表面電極は、ワイヤ２とパッケージ基板３を介してフレキシブル基板４の外部端子４ａと電気的に接続している。
【００２９】
また、封止体５は、例えば、エポキシ系の樹脂などによって形成され、半導体チップ１と複数のワイヤ２とを封止している。
【００３０】
次に、図５〜図７に示す本実施の形態の半導体装置の実装構造について説明する。
【００３１】
まず、図５は、図６に示すような電子機器などの電子装置１４に組み込まれた実装基板９における部品実装状態を示すものである。実装基板９上には、複数の電子部品１２や他の半導体装置１３が実装されており、その一郭にコネクタ１０が取り付けられている。
【００３２】
そこで、図１〜図３に示す半導体装置を実装基板９に実装する際には、コネクタ１０にフレキシブル基板４の外部端子４ａが設けられた一端を装着すればよい。
【００３３】
これにより、コネクタ１０とフレキシブル基板４とが電気的に接続されるとともに、コネクタ１０へのフレキシブル基板４の着脱を容易に行うことが可能になる。
【００３４】
図６は、電子機器などの電子装置１４に、図１〜図３に示す半導体装置のフレキシブル基板４がコネクタ１０に接続された実装基板９を組み込んだ構造を示すものである。
【００３５】
すなわち、コネクタ１０に接続されたフレキシブル基板４を折り曲げ、電子装置１４の筐体１４ａ内に前記半導体装置を収納するものであり、フレキシブル基板４を折り曲げることにより、電子部品１２の上方の空間部にパッケージ本体１１を配置している。つまり、電子装置１４の厚さ方向に対して余裕のあるエリアに実装基板９の部品実装密度とは無関係にパッケージ本体１１を配置し、さらにパッケージ本体１１のパッケージ基板３を電子装置１４の筐体１４ａの内壁に接着剤１５を介して接合している。
【００３６】
この場合、半導体装置を実装基板９に接続するための必要面積としては、コネクタ１０のみの面積で済み、パッケージ本体１１は、実装基板９上の電子部品１２の上方の空間部に配置しているため、実装基板９の部品実装のための領域の割り当てには無関係とすることができる。
【００３７】
したがって、顧客での実装基板９の割り当て面積に依存することなく、標準のコネクタ１０を介してどのような電子機器にも本実施の形態の半導体装置を搭載することが可能になる。
【００３８】
なお、図７は実装構造の変形例を示すものであり、接着剤１５の代わりとしてねじ部材１７を用い、ねじ部材１７によってパッケージ本体１１を筐体１４ａの内壁に固定している。
【００３９】
次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。
【００４０】
まず、第１の配線基板となる図８に示す多数個取り基板１６を準備する。
【００４１】
一方、実装基板９上のコネクタ１０に接続可能な複数の外部端子４ａが端部に設けられ、かつ可撓性を有した図１に示すような薄膜のテープ状のフレキシブル基板（第２の配線基板）４を準備する。
【００４２】
その後、多数個取り基板１６の各デバイス領域に対応した各パッケージ基板３上に所定数の半導体チップ１を搭載する。その際、ダイボンディング材６を介して各半導体チップ１の主面１ａを上方に向け、裏面１ｂとパッケージ基板３とをダイボンディング材６によって接続する。
【００４３】
その後、それぞれの半導体チップ１に対してワイヤボンディングを行って、図８に示すように各半導体チップ１とパッケージ基板３とを電気的に接続する。
【００４４】
その後、樹脂封止を行う。
【００４５】
ここでは、樹脂モールディングによって各デバイス領域を一括で樹脂封止し、これによって、図９に示す一括封止部１８を形成する。
【００４６】
その後、図１０に示すダイシングライン１９に沿ってダイシングを行って各パッケージ本体１１を形成し、続いて、フレキシブル基板４の外部端子４ａ側と反対側の端部とパッケージ基板３とを接続する。
【００４７】
すなわち、半田８または導電性接着剤などを用いてパッケージ本体１１のパッケージ基板３の裏面３ｂ側の接続電極３ｃとフレキシブル基板４の接続電極４ｂとを接続し、これによって、図１および図１０に示すような本実施の形態の半導体装置を組み立てることができる。
【００４８】
なお、前記製造方法では、図１０に示すようにダイシング後にパッケージ本体１１とフレキシブル基板４とを接続する場合を説明したが、予め多数個取り基板１６の各デバイス領域にそれぞれのフレキシブル基板４を接続しておき、このような複数のフレキシブル基板４が予め接続された多数個取り基板１６を用いて前記半導体装置の組み立てを行ってもよい。
【００４９】
さらに、多数個取り基板１６上において複数のデバイス領域を一括して樹脂モールディングするのではなく、個々のデバイス領域をそれぞれ個別に樹脂モールディングして各封止体５を形成した後、多数個取り基板１６のみをダイシングして半導体装置を組み立ててもよい。
【００５０】
本実施の形態の半導体装置によれば、実装基板９上のコネクタ１０に接続可能な複数の外部端子４ａが端部に設けられ、かつ可撓性を有するフレキシブル基板４と、半導体チップ１が搭載されたパッケージ基板３とを有し、両基板が接続されていることにより、半導体装置の実装においては実装基板９上にコネクタ１０のみが設けられていれば、このコネクタ１０にフレキシブル基板４を装着することにより、半導体装置を実装することができ、高密度実装を実現できる。
【００５１】
その際、フレキシブル基板４を折り曲げて実装基板９上の他の電子部品１２の上方の空間部にパッケージ本体１１を配置することにより、実装基板９の実装密度とは無関係に半導体装置を配置することができる。
【００５２】
例えば、図６に示すように電子装置１４の筐体１４ａの内壁にパッケージ本体１１を固定すれば、他の電子部品１２の上方の空間部にパッケージ本体１１を配置することができ、これによって、実装基板９での高密度実装化を図ることができる。
【００５３】
さらに、顧客での実装基板９の割り当て面積に依存することなく、標準のコネクタ１０を介してどのような電子機器にも本実施の形態の半導体装置を搭載することが可能になるため、半導体製造プロセスで用いられるバーンインボードなどの治工具の標準化を図ることができ、その結果、製造コストの低減化を図ることができる。
【００５４】
また、実装基板９などに実装後に半導体装置が不良になった際にも、半導体装置のリペアはコネクタ１０からのフレキシブル基板４の着脱のみによって行うことができ、半導体装置のリペアを容易に行うことができる。
【００５５】
次に、図１１〜図１４に示す本実施の形態の変形例の半導体装置について説明する。
【００５６】
図１１に示す変形例の半導体装置は、フレキシブル基板４がパッケージ本体１１のパッケージ基板３の主面３ａ側に接続されている場合を示すものであり、この構造によれば、フレキシブル基板４をパッケージ基板３の主面３ａ側に接続することにより、半導体装置の高さを低くすることができる。
【００５７】
また、図１２に示す変形例の半導体装置は、パッケージ基板３とフレキシブル基板４とを一体で形成した場合である。この場合、パッケージ基板３も薄膜の可撓性を有した基板となり、パッケージ基板３とフレキシブル基板４とを接続する工程を省略することができるため、半導体装置の製造工程の簡略化を図ることができる。
【００５８】
さらに、図１３に示す変形例の半導体装置は、半導体チップ１をパッケージ基板３にフリップチップ接続した場合であり、半導体チップ１が半田バンプ７を介してパッケージ基板３に電気的に接続されている。この場合、パッケージ本体１１の小型化を図って半導体装置の小型化を図ることができる。
【００５９】
また、図１４に示す変形例の半導体装置は、パッケージ基板３とフレキシブル基板４との接続において、パッケージ基板３の端部でのみ接続するのではなく、フレキシブル基板４にパッケージ基板３の中央付近まで亘る補強部４ｄが形成されており、両基板の端部だけでなくパッケージ基板３の中央付近でも補強部４ｄとパッケージ基板３とを接続して両基板の接続面積を増やすものである。
【００６０】
これにより、パッケージ基板３とフレキシブル基板４の接続強度を増加することができ、フレキシブル基板４を折り曲げた際に掛かるストレスにも耐えることが可能になり、フレキシブル基板４とパッケージ基板３の剥離を防ぐことができる。
【００６１】
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に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の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言うまでもない。
【００６２】
前記実施の形態では、パッケージ基板３（第１の配線基板）に半導体チップ１が搭載され、かつパッケージ基板３とフレキシブル基板４（第２の配線基板）とが接続される場合を説明したが、前記実施の形態の半導体装置は、第１の配線基板上にＴＳＯＰ（Ｔｈｉｎ Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ） などの半導体装置が搭載され、この第１の配線基板に可撓性を有した第２の配線基板を接続した構造のものであってもよい。
【００６３】
また、フレキシブル基板４の形状は、細長いテープ状（長方形）に限らず、実装基板９上のコネクタ１０に着脱自在で、かつ可撓性を有した基板であれば、平面方向に屈曲した箇所を有するような形状の基板であってもよい。
【００６４】
【発明の効果】
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。
【００６５】
コネクタに接続可能な外部端子が端部に設けられ、かつ可撓性を有する第２の配線基板と、半導体チップが搭載された第１の配線基板とを有し、両基板が接続されていることにより、半導体装置の実装においては実装基板上にコネクタのみが設けられていればよく、パッケージ本体は他の実装部品の上方の空間部に配置することが可能なため、実装基板における高密度実装化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置の構造の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の底面図である。
【図３】図１に示す半導体装置の側面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面の構造を示す拡大部分断面図である。
【図５】図１に示す半導体装置の実装構造の一例を示す部分平面図である。
【図６】図１に示す半導体装置の実装構造の変形例を示す断面図である。
【図７】図１に示す半導体装置の実装構造の変形例を示す断面図である。
【図８】図１に示す半導体装置の組み立てにおけるダイボンディングおよびワイヤボンディング後の構造を示す平面図である。
【図９】図１に示す半導体装置の組み立てにおける樹脂封止後の構造を示す平面図である。
【図１０】図１に示す半導体装置の組み立てにおけるダイシング前とダイシング後の構造を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の構造を示す部分断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の構造を示す部分断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の構造を示す部分断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態の変形例の半導体装置の構造を示す底面図である。
【符号の説明】
１ 半導体チップ
１ａ 主面
１ｂ 裏面
２ ワイヤ
３ パッケージ基板（第１の配線基板）
３ａ 主面
３ｂ 裏面
３ｃ 接続電極
３ｄ ビア
３ｅ 配線
３ｆ ベース基材
３ｇ ソルダレジスト
４ フレキシブル基板（第２の配線基板）
４ａ 外部端子
４ｂ 接続電極
４ｃ 配線
４ｄ 補強部
５ 封止体
６ ダイボンディング材
７ 半田バンプ
８ 半田
９ 実装基板
１０ コネクタ
１１ パッケージ本体
１２ 電子部品
１３ 他の半導体装置
１４ 電子装置
１４ａ 筐体
１５ 接着剤
１６ 多数個取り基板
１７ ねじ部材
１８ 一括封止部
１９ ダイシングライン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor manufacturing technique, and particularly to a technique effective when applied to high-density mounting.
[0002]
[Prior art]
As an example of conventional high-density mounting, there is a CSP (Chip Size Package) called a stacked package in which a plurality of semiconductor chips are stacked, and the semiconductor chips are stacked and arranged on an insulating substrate. Has a plurality of ball-shaped mounting external terminals arranged in an area array (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-204720 (page 5, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the mounting of the CSP, if the CSP becomes defective after the mounting, work such as repair occurs. In the repair of the CSP, heat is applied to melt the solder, the remaining solder is removed, and then the CSP is soldered again by applying the heat again.
[0005]
As a result, there is a problem that the repair process becomes complicated.
[0006]
Further, in the mounting of a memory card or the like, although the repair is easy, there is a problem that the mounting area is larger than that of the CSP, and high-density mounting cannot be realized.
[0007]
An object of the present invention is to provide a semiconductor device for achieving high-density mounting and a method for manufacturing the same.
[0008]
Still another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of easily performing repair and a method for manufacturing the same.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which reduce costs.
[0010]
The above and other objects, objects, and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
[0012]
That is, the present invention provides a first wiring board, a semiconductor chip mounted on the first wiring board, and a connector connected to the first wiring board so as to protrude from the first wiring board. A plurality of external terminals that can be connected to the second wiring board are provided at the end, and the second wiring board has flexibility.
[0013]
The present invention also provides a step of preparing a first wiring board, and a step of preparing a flexible second wiring board having a plurality of external terminals connectable to a connector provided at an end thereof. A step of mounting a semiconductor chip on the first wiring board; and a step of mounting the first wiring board and the second wiring such that the end provided with the external terminal protrudes from the first wiring board. Connecting to a substrate.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless necessary.
[0015]
Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, amount, range, etc.), a case where it is particularly specified and a case where it is clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, the number is not limited to the specific number, and may be more than or less than the specific number.
[0016]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.
[0017]
FIG. 1 is a plan view showing an example of the structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG. 1, FIG. 3 is a side view of the semiconductor device shown in FIG. 1 is an enlarged partial cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along line AA of FIG. 1; FIG. 5 is a partial plan view showing an example of a mounting structure of the semiconductor device shown in FIG. 1; FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the mounting structure of the device, FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the mounting structure of the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 8 is after die bonding and wire bonding in assembling the semiconductor device shown in FIG. FIG. 9 is a plan view showing a structure after resin sealing in assembling the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 10 is a diagram showing a structure before and after dicing in assembling the semiconductor device shown in FIG. Plan views shown in FIGS.Beauty 13 are partial cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device of a modification of the embodiment of the present invention, respectively, FIG. 14 is a bottom view showing the structure of a semiconductor device of a modified example of the embodiment of the present invention.
[0018]
The semiconductor device of the present embodiment includes apackage body 11 in which thesemiconductor chip 1 is incorporated, and aflexible substrate 4 that is connectable to theconnector 10 and has flexibility. Is mounted on aconnector 10 provided on amounting board 9 for mounting.
[0019]
The configuration of the semiconductor device of the present embodiment shown in FIGS. 1 to 4 will be described. Apackage substrate 3 which is a first wiring board on which asemiconductor chip 1 is mounted, and a surface electrode of thesemiconductor chip 1 and a package substrate 3 A plurality ofmetal wires 2 electrically connecting theconnection electrodes 3 c and a plurality ofwires 2 shown in FIG. 5 that are connected to thepackage substrate 3 so as to protrude from thepackage substrate 3 and can be connected to theconnector 10. Anexternal terminal 4a is provided at an end portion and is provided with aflexible substrate 4, which is a flexible second wiring substrate, and asealing body 5 for sealing thesemiconductor chip 1 and the plurality ofwires 2. Become.
[0020]
That is, in the semiconductor device of the present embodiment, by mounting the package by mounting theflexible substrate 4 on theconnector 10 provided on themounting substrate 9, it is necessary to mount the package on themounting substrate 9. It is intended to reduce the area and improve the mounting density, and to make it easier to repair the semiconductor device by attaching and detaching it to and from theconnector 10.
[0021]
Therefore, a flexible thin-film tape-shapedflexible substrate 4 is used as the second wiring substrate connected to thepackage body 11.
[0022]
Theflexible substrate 4 is made of, for example, a film material such as polyimide and is formed in a thin film tape having flexibility, so that theflexible substrate 4 can be bent without damaging thewiring 4c.
[0023]
Further, as shown in FIG. 1, a plurality ofexternal terminals 4 a connectable to theconnector 10 shown in FIG. 5 are formed at one end in the longitudinal direction of theflexible substrate 4, while the other ends are shown in FIGS. As shown in FIG. 4, thepackage substrate 3 of thepackage body 11 is electrically connected to thepackage 8 by solder 8 (see FIG. 4) or a conductive adhesive. That is, theconnection electrode 3 c on theback surface 3 b of thepackage substrate 3 and theconnection electrode 4 b on theflexible substrate 4 are electrically connected by thesolder 8.
[0024]
Thepackage substrate 3, which is a first wiring substrate, includes abase material 3f having amain surface 3a and aback surface 3b opposite thereto, and themain surface 3a has awiring 3e and an electric connection therewith.Connection electrode 3c is formed, and thewire 2 is connected to theconnection electrode 3c on themain surface 3a.
[0025]
Theconnection electrode 3c is also formed on theback surface 3b, and theconnection electrode 3c on theback surface 3b is electrically connected to theflexible substrate 4 by thesolder 8.
[0026]
Theconnection electrode 3c on themain surface 3a and theconnection electrode 3c on theback surface 3b are electrically connected byvias 3d. Thewiring 3e is covered with a solder resist 3g which is an insulating film, and thesemiconductor chip 1 is mounted thereon via adie bonding material 6.
[0027]
Further, the surface electrodes of thesemiconductor chip 1 and theconnection electrodes 3c on themain surface 3a of thepackage substrate 3 are electrically connected bywires 2 such as gold wires.
[0028]
Therefore, the surface electrode of thesemiconductor chip 1 is electrically connected to theexternal terminal 4 a of theflexible substrate 4 via thewire 2 and thepackage substrate 3.
[0029]
The sealingbody 5 is formed of, for example, an epoxy resin, and seals thesemiconductor chip 1 and the plurality ofwires 2.
[0030]
Next, the mounting structure of the semiconductor device of the present embodiment shown in FIGS.
[0031]
First, FIG. 5 shows a state of component mounting on the mountingboard 9 incorporated in anelectronic device 14 such as an electronic device as shown in FIG. A plurality ofelectronic components 12 andother semiconductor devices 13 are mounted on the mountingboard 9, and aconnector 10 is attached to a section thereof.
[0032]
Therefore, when the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3 is mounted on the mountingsubstrate 9, one end of theflexible substrate 4 provided with theexternal terminals 4 a may be attached to theconnector 10.
[0033]
Thus, theconnector 10 and theflexible board 4 are electrically connected, and theflexible board 4 can be easily attached to and detached from theconnector 10.
[0034]
FIG. 6 shows a structure in which a mountingsubstrate 9 in which theflexible substrate 4 of the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3 is connected to aconnector 10 is incorporated in anelectronic device 14 such as an electronic device.
[0035]
That is, theflexible board 4 connected to theconnector 10 is bent and the semiconductor device is housed in thehousing 14a of theelectronic device 14. By bending theflexible board 4, the space above theelectronic component 12 is formed. Thepackage body 11 is arranged. That is, the packagemain body 11 is arranged in an area having a margin in the thickness direction of theelectronic device 14 irrespective of the component mounting density of the mountingsubstrate 9, and thepackage substrate 3 of the packagemain body 11 is further attached to the housing of theelectronic device 14. It is joined to the inner wall of 14a via an adhesive 15.
[0036]
In this case, the area required for connecting the semiconductor device to the mountingboard 9 is only the area of theconnector 10, and thepackage body 11 is arranged in a space above theelectronic component 12 on the mountingboard 9. Therefore, it can be made irrelevant to the allocation of the area for mounting components on the mountingboard 9.
[0037]
Therefore, the semiconductor device of the present embodiment can be mounted on any electronic device via thestandard connector 10 without depending on the area of the mountingsubstrate 9 allocated by the customer.
[0038]
FIG. 7 shows a modification of the mounting structure, in which ascrew member 17 is used instead of the adhesive 15, and thepackage body 11 is fixed to the inner wall of thehousing 14a by thescrew member 17.
[0039]
Next, a method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described.
[0040]
First, amulti-piece board 16 shown in FIG. 8 to be a first wiring board is prepared.
[0041]
On the other hand, a plurality ofexternal terminals 4a that can be connected to theconnector 10 on the mountingboard 9 are provided at the ends, and the flexible thin-film tape-like flexible board (second wiring) as shown in FIG. (Substrate) 4 is prepared.
[0042]
Thereafter, a predetermined number ofsemiconductor chips 1 are mounted on eachpackage substrate 3 corresponding to each device region of themulti-piece substrate 16. At that time, the main surface 1a of eachsemiconductor chip 1 is directed upward through thedie bonding material 6, and the back surface 1b and thepackage substrate 3 are connected by thedie bonding material 6.
[0043]
After that, wire bonding is performed on eachsemiconductor chip 1 to electrically connect eachsemiconductor chip 1 and thepackage substrate 3 as shown in FIG.
[0044]
After that, resin sealing is performed.
[0045]
Here, each device region is collectively resin-sealed by resin molding, thereby forming a collectively-sealedportion 18 shown in FIG.
[0046]
Thereafter, dicing is performed along a dicingline 19 shown in FIG. 10 to form eachpackage body 11, and then, the end of theflexible substrate 4 on the side opposite to theexternal terminals 4 a side is connected to thepackage substrate 3.
[0047]
That is, theconnection electrode 3c on theback surface 3b side of thepackage substrate 3 of the packagemain body 11 and theconnection electrode 4b of theflexible substrate 4 are connected using thesolder 8 or a conductive adhesive. The semiconductor device of the present embodiment as shown can be assembled.
[0048]
In the above-described manufacturing method, the case where thepackage body 11 and theflexible substrate 4 are connected after dicing as shown in FIG. 10 has been described. However, eachflexible substrate 4 is connected to each device region of themulti-piece substrate 16 in advance. In addition, the semiconductor device may be assembled using themulti-piece substrate 16 to which the plurality offlexible substrates 4 are connected in advance.
[0049]
Further, the plurality of device regions are not collectively resin-molded on themulti-piece substrate 16, but each device region is individually resin-molded to form each sealingbody 5. The semiconductor device may be assembled by dicing only 16.
[0050]
According to the semiconductor device of the present embodiment, a plurality ofexternal terminals 4a connectable to theconnector 10 on the mountingsubstrate 9 are provided at the end, and theflexible substrate 4 having flexibility and thesemiconductor chip 1 are mounted. And the two substrates are connected to each other, so that when only theconnector 10 is provided on the mountingsubstrate 9 in mounting the semiconductor device, theflexible substrate 4 is mounted on theconnector 10. Accordingly, the semiconductor device can be mounted, and high-density mounting can be realized.
[0051]
At this time, by bending theflexible substrate 4 and disposing thepackage body 11 in the space above the otherelectronic components 12 on the mountingsubstrate 9, the semiconductor device can be disposed regardless of the mounting density of the mountingsubstrate 9. Can be.
[0052]
For example, if thepackage body 11 is fixed to the inner wall of thehousing 14a of theelectronic device 14 as shown in FIG. 6, thepackage body 11 can be arranged in a space above the otherelectronic components 12, whereby High-density mounting on the mountingsubstrate 9 can be achieved.
[0053]
Further, the semiconductor device of the present embodiment can be mounted on any electronic device via thestandard connector 10 without depending on the area of the mountingsubstrate 9 allocated by the customer. Jigs and tools such as burn-in boards used in the process can be standardized, and as a result, manufacturing costs can be reduced.
[0054]
Further, even when the semiconductor device becomes defective after being mounted on the mountingboard 9 or the like, the repair of the semiconductor device can be performed only by attaching and detaching theflexible substrate 4 from theconnector 10, so that the semiconductor device can be easily repaired. Can be.
[0055]
Next, a semiconductor device according to a modification of the present embodiment shown in FIGS. 11 to 14 will be described.
[0056]
The semiconductor device of the modified example shown in FIG. 11 shows a case where theflexible substrate 4 is connected to themain surface 3a side of thepackage substrate 3 of thepackage body 11, and according to this structure, theflexible substrate 4 is By connecting to themain surface 3a side of thesubstrate 3, the height of the semiconductor device can be reduced.
[0057]
The semiconductor device of the modification shown in FIG. 12 is a case where thepackage substrate 3 and theflexible substrate 4 are formed integrally. In this case, thepackage substrate 3 is also a thin-film flexible substrate, and the step of connecting thepackage substrate 3 and theflexible substrate 4 can be omitted, so that the manufacturing process of the semiconductor device can be simplified. it can.
[0058]
Further, the semiconductor device of the modification shown in FIG. 13 is a case where thesemiconductor chip 1 is flip-chip connected to thepackage substrate 3, and thesemiconductor chip 1 is electrically connected to thepackage substrate 3 via the solder bumps 7. . In this case, the size of the semiconductor device can be reduced by reducing the size of thepackage body 11.
[0059]
In the semiconductor device of the modified example shown in FIG. 14, the connection between thepackage substrate 3 and theflexible substrate 4 is not limited to the connection at only the end portion of thepackage substrate 3 but to theflexible substrate 4 to the vicinity of the center of thepackage substrate 3. A reinforcing portion 4d is formed so as to connect the reinforcing portion 4d and thepackage substrate 3 not only at the ends of both substrates but also near the center of thepackage substrate 3 to increase the connection area between the two substrates.
[0060]
Thereby, the connection strength between thepackage substrate 3 and theflexible substrate 4 can be increased, it is possible to withstand the stress applied when theflexible substrate 4 is bent, and the separation of theflexible substrate 4 and thepackage substrate 3 is prevented. be able to.
[0061]
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment of the invention. However, the invention is not limited to the embodiment of the invention, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. It goes without saying that it is possible.
[0062]
In the above embodiment, the case where thesemiconductor chip 1 is mounted on the package substrate 3 (first wiring substrate) and thepackage substrate 3 and the flexible substrate 4 (second wiring substrate) are connected has been described. In the semiconductor device of the above embodiment, a semiconductor device such as TSOP (Thin Small Outline Package) is mounted on a first wiring substrate, and a second wiring substrate having flexibility is mounted on the first wiring substrate. It may have a connected structure.
[0063]
Further, the shape of theflexible substrate 4 is not limited to an elongated tape shape (rectangular shape). If the substrate is detachable from theconnector 10 on the mountingsubstrate 9 and has flexibility, a portion bent in the plane direction may be used. It may be a substrate having such a shape.
[0064]
【The invention's effect】
The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0065]
An external terminal connectable to a connector is provided at an end and has a flexible second wiring board and a first wiring board on which a semiconductor chip is mounted, and both boards are connected. Therefore, when mounting the semiconductor device, only the connector needs to be provided on the mounting board, and the package body can be arranged in the space above the other mounting components, so that high-density mounting on the mounting board is possible. Can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG.
FIG. 3 is a side view of the semiconductor device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along the line AA of FIG. 1;
FIG. 5 is a partial plan view showing one example of a mounting structure of the semiconductor device shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a sectional view showing a modification of the mounting structure of the semiconductor device shown in FIG. 1;
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the mounting structure of the semiconductor device shown in FIG.
FIG. 8 is a plan view showing a structure after die bonding and wire bonding in assembling the semiconductor device shown in FIG. 1;
9 is a plan view showing a structure after resin sealing in assembling the semiconductor device shown in FIG. 1;
10 is a plan view showing a structure before and after dicing in assembling the semiconductor device shown in FIG. 1;
FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a partial cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a bottom view showing a structure of a semiconductor device according to a modification of the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OFSYMBOLS 1 Semiconductor chip 1a Main surface1b Back surface 2Wire 3 Package substrate (first wiring substrate)
3a Main surface3b Back surface 3cConnection electrode 3d Via3e Wiring3f Base material 3g Solder resist 4 Flexible substrate (second wiring substrate)
4a External terminal4b Connection electrode 4c Wiring4d Reinforcing part 5Sealing body 6Die bonding material 7Solder bump 8Solder 9 Mountingboard 10Connector 11Package body 12Electronic component 13Other semiconductor device 14Electronicdevice 14a Housing 15 Adhesive 16Multi-piece board 17Screw member 18Batch sealing part 19 Dicing line

Claims (5)

Translated fromJapanese

実装基板上に設けられたコネクタに接続される半導体装置であって、
第１の配線基板と、
前記第１の配線基板上に搭載された半導体チップと、
前記第１の配線基板から突出するように前記第１の配線基板に接続し、前記コネクタに接続可能な複数の外部端子が端部に設けられ、可撓性を有した第２の配線基板とを有することを特徴とする半導体装置。A semiconductor device connected to a connector provided on a mounting board,
A first wiring board;
A semiconductor chip mounted on the first wiring board;
A plurality of external terminals that are connected to the first wiring board so as to protrude from the first wiring board and that can be connected to the connector are provided at an end portion; A semiconductor device comprising:実装基板上に設けられたコネクタに接続される半導体装置であって、
可撓性を有した第１の配線基板と、
前記第１の配線基板上に搭載された半導体チップと、
前記第１の配線基板から突出し、前記コネクタに接続可能な複数の外部端子が端部に設けられ、可撓性を有した第２の配線基板とを有し、
前記第１の配線基板と前記第２の配線基板とが一体に形成されていることを特徴とする半導体装置。A semiconductor device connected to a connector provided on a mounting board,
A first wiring substrate having flexibility;
A semiconductor chip mounted on the first wiring board;
A plurality of external terminals protruding from the first wiring board and connectable to the connector are provided at end portions thereof, and a second wiring board having flexibility;
A semiconductor device, wherein the first wiring board and the second wiring board are integrally formed.実装基板上に設けられたコネクタに接続される半導体装置であって、
主面とその反対側の裏面とを有した第１の配線基板と、
前記第１の配線基板の前記主面上に搭載された半導体チップと、
前記第１の配線基板から突出するように前記第１の配線基板の前記主面に接続し、前記コネクタに接続可能な複数の外部端子が端部に設けられ、可撓性を有した第２の配線基板とを有することを特徴とする半導体装置。A semiconductor device connected to a connector provided on a mounting board,
A first wiring board having a main surface and a back surface opposite to the first surface;
A semiconductor chip mounted on the main surface of the first wiring board;
A plurality of external terminals which are connected to the main surface of the first wiring board so as to protrude from the first wiring board and are connectable to the connector are provided at end portions, and have a second flexibility; And a wiring substrate.実装基板とこれを覆う筐体とを有する電子装置の前記実装基板上に設けられたコネクタに接続される半導体装置であって、
第１の配線基板と、
前記第１の配線基板上に搭載された半導体チップと、
前記第１の配線基板から突出するように前記第１の配線基板に接続し、前記コネクタに接続可能な複数の外部端子が端部に設けられ、可撓性を有した第２の配線基板とを有し、
前記第２の配線基板の前記外部端子と前記コネクタとを接続するとともに、前記第２の配線基板を折り曲げた状態で前記第１の配線基板が前記電子装置の前記筐体の内壁に接合されることを特徴とする半導体装置。A semiconductor device connected to a connector provided on the mounting board of an electronic device having a mounting board and a housing covering the mounting board,
A first wiring board;
A semiconductor chip mounted on the first wiring board;
A plurality of external terminals which are connected to the first wiring board so as to protrude from the first wiring board and are connectable to the connector are provided at end portions; and a flexible second wiring board is provided. Has,
The first wiring board is connected to the inner wall of the housing of the electronic device while the external terminals of the second wiring board are connected to the connector and the second wiring board is bent. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.実装基板上に設けられたコネクタに接続される半導体装置の製造方法であって、
第１の配線基板を準備する工程と、
前記コネクタに接続可能な複数の外部端子が端部に設けられ、可撓性を有した第２の配線基板を準備する工程と、
前記第１の配線基板上に半導体チップを搭載する工程と、
前記外部端子が設けられた前記端部が前記第１の配線基板から突出するように前記第１の配線基板と前記第２の配線基板とを接続する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device connected to a connector provided on a mounting board,
Preparing a first wiring board;
A plurality of external terminals connectable to the connector are provided at an end, and a step of preparing a flexible second wiring board;
Mounting a semiconductor chip on the first wiring board;
Connecting the first wiring board and the second wiring board such that the end provided with the external terminal protrudes from the first wiring board. Manufacturing method.

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