JP2000308997A - 半導体チップ搭載用接着テープ貼り付け金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】接着シート間の板厚のバラツキや圧着ステージ
の傾きがあっても、複数の接着シートに均等に荷重を加
えることができ、これによって品質のバラツキを抑える
ことができる半導体チップ搭載用接着テープ貼り付け金
型を提供することにある。 【解決手段】半導体チップ搭載用の接着テープ９を打ち
抜いて、ＴＡＢテープ２０又はリードフレームの所定位
置に圧着する２本以上のパンチ５ａ、５ｂ、５ｃを有す
る金型において、バッキングプレート１０とパンチホル
ダ４とが対接する領域に、各パンチ５ａ、５ｂ、５ｃの
背面が位置する一つながりの空間３を設け、その空間３
にパンチ加圧媒体として液体を封入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接着テープから所
定形状の接着テープ部分（接着シート）を打ち抜いてＴ
ＡＢテープ又はリードフレームに貼り付ける半導体チッ
プ搭載用接着テープ貼り付け金型、特に一回の圧着で２
個所以上に接着テープを貼り付ける金型に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】現在、半導体パッケージの小型化に伴
い、チップサイズにほぼ等しい大きさのパッケージが幾
種類も開発されている。そのなかでも、米国テセラ（Ｔ
ＥＳＳＥＲＡ）社が考案したマイクロ・ボール・グリッ
ド・アレイ（μＢＧＡ）パッケージは信頼性の高いパッ
ケージとして近年注目が集まっている。

【０００３】μＢＧＡパッケージは、テープＢＧＡタイ
プのＣＳＰであり、チップとＴＡＢテープの間にエラス
トマ（低弾性樹脂）を介し、さらにチップとＴＡＢテー
プ間はＳ字に形成したリードで接続した構造を有する。
このμＢＧＡ技術では、チップとＴＡＢテープの間にエ
ラストマを介在させていることから、パッケージとプリ
ント基板間に生じる熱応力を緩和することができ、半田
ボール接合部の寿命を向上させることができる。

【０００４】一方、μＢＧＡパッケージ構造における上
記エラストマの形成方法は、従来ではＴＡＢテープ上に
シリコーン系エラストマを印刷し、その上に接着剤を塗
布していた。このため、作業性が悪く、プロセスが複雑
であった。即ち、テープキャリア上に液状シリコーン樹
脂を印刷（塗布、硬化）してエラストマを形成するが、
厚膜印刷のため平坦性が得られ難く、またチップマウン
ト時に再度接着剤印刷が必要などの問題があった。

【０００５】そこで、この問題を解決するため、チップ
接着剤を兼ねた両面接着が可能なフィルムエラストマ
（フィルム状のエラストマ）をプレスで打ち抜き、ＴＡ
Ｂテープに貼り付ける方法を開発している。

【０００６】図４に、上記ＴＡＢテープを用いてμＢＧ
Ａ構造の半導体装置を製造する組立プロセスを示す。

【０００７】絶縁フィルムからなるテープ基材２１の片
面にランド２３及び配線リード２４を含む配線パターン
２２を設けたＴＡＢテープ２０に、連続テープ状のエラ
ストマテープからプレスでシート状に打ち抜いたエラス
トマシート３１を貼り付けて、ＢＧＡ用エラストマ付Ｔ
ＡＢテープ４０を形成する（図４（ａ））。

【０００８】このＢＧＡ用エラストマ付ＴＡＢテープ４
０に、半導体チップ５０をマウントする（図４
（ｂ））。半導体チップ５０は、両面接着フィルムたる
エラストマシート３１を介してＴＡＢテープ２０に接着
される。

【０００９】次いで、ＢＧＡ用エラストマ付ＴＡＢテー
プ４０のインナーリード２４ａを、ボンディングツール
によりＳ字に形成して、半導体チップ５０の端子電極た
る電極パッド５１と接続する（図４（ｃ））。次に、接
合した半導体チップ５０の電極パッド５１及びリード２
４ａを封止樹脂６０により封止する（図４（ｄ））。そ
して半田ボール７０をＴＡＢテープ２０のランド２３の
部分に搭載し（図４（ｅ））、チップ面にレーザーマー
キング又は印刷する（図４（ｆ））。最後に、ＢＧＡ用
エラストマ付ＴＡＢテープ４０より打ち抜くことにより
個片化して、μＢＧＡパッケージとする。

【００１０】このように、上記μＢＧＡパッケージの製
造では、最初にテープ基材２１の配線パターン２２の存
在する側の面に、両面接着性のエラストマシート３１を
貼り付ける。

【００１１】このエラストマシート３１の貼り付けは、
図５に示すように、パンチ５、ダイプレート８、ストリ
ッパー６及び圧着ステージ７を含む半導体チップ搭載用
接着テープ貼り付け金型を用い、例えば多孔質コアの両
面に接着剤を形成した連続テープ状のエラストマテープ
３０から、プレスでシート状のエラストマシート３１に
打ち抜き、ヒートブロックから成る圧着ステージ７上で
ＴＡＢテープ２０に圧着して貼り付けを行う。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなＴＡＢテ
ープに対する接着テープの打ち抜き貼り付け金型又はリ
ードフレームに対する接着テープの打ち抜き貼り付け金
型は、通常、形状が同じ複数のパンチを用いる。

【００１３】即ち、形状が同じ複数のパンチにより、ダ
イの上にセットしたエラストマテープ等のフィルム状の
接着テープを、所定の形状に打ち抜き加工する。そのま
まパンチを押し下げ、あらかじめダイ開口部に位置する
圧着ステージ７上で位置決め及び加熱しておいたＴＡＢ
テープ又はリードフレームに、打ち抜いた接着シートが
接触するまで運ぶ。その後、パンチ背面のバッキングプ
レート（剛体）をプレスなどで加圧する。この圧力はパ
ンチを通して接着シートに伝わり、接着シートがリード
フレームやＴＡＢに圧着される。

【００１４】しかしながら、同時に打ち抜いた接着シー
ト間には板厚のバラツキがあり、パンチの面位置が揃っ
ていても均一に加圧できない。また、パンチ間の長さに
バラツキがあり、打ち抜いた接着テープが同じ厚さでも
均一な加圧はできない。このため、接着テープごとに圧
着荷重が異なることとなり、接着強度など品質にバラツ
キができる。

【００１５】また、圧着ステージとパンチの先端との平
行度が悪い場合、隣り合う接着シート間で連続的に圧着
荷重が変化する。低荷重の場合は未接着、高荷重の場合
は接着剤のはみだしの問題がある。また、圧着後の接着
シートの厚さがばらつく問題がある。このため、高精度
で平行を出す必要があるため、効率が悪く、不経済であ
った。

【００１６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、接着シート間の板厚のバラツキや圧着ステージの傾
きがあっても、複数の接着シートに均等に荷重を加える
ことができ、これによって品質のバラツキを抑えること
ができる半導体チップ搭載用接着テープ貼り付け金型を
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体チップ搭載用接着テープ貼り付け金
型は、半導体チップ搭載用の接着テープを打ち抜いて、
ＴＡＢテープ又はリードフレームの所定位置に圧着する
２本以上のパンチを有する金型において、バッキングプ
レートとパンチホルダとが対接する領域に、各パンチの
背面が位置する一つながりの空間を設け、その空間にパ
ンチ加圧媒体として液体を封入した構成のものである。

【００１８】本発明の要旨は、複数のパンチ背面とパン
チホルダ及びバッキングプレートにより囲まれた領域に
一つながりの空間を設け、その空間に液体を封入したこ
とにある。これにより、一塊の液体の圧力を複数のパン
チを介し各接着テープに伝えることで、一度に圧着され
るすべての接着テープに、均等な荷重を加えながら圧着
することができるようになる。

【００１９】上記空間は、バッキングプレートとパンチ
ホルダのいずれの側又は双方に凹部を設けて形成しても
よい。好ましくは、バッキングプレートのパンチホルダ
に対接する面側に凹部を設け、該凹部とこれを覆うパン
チホルダとで形成するとよい。パンチホルダ側に凹部を
設けた形に比べ、パンチホルダの厚みを十分に確保でき
ると共に、バッキングプレートとパンチホルダ側の双方
に凹部を設けた形に比べ、製造が容易となるためであ
る。

【００２０】

【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。

【００２１】図１は、本発明の一実施例を説明するため
の金型横断面を示したものである。

【００２２】半導体チップ搭載用接着テープ貼り付け金
型は、上金型と下金型の他に圧着ステージ７を有して構
成されている。

【００２３】上金型としては、図示してないプレスプラ
テンにシャンク（保持体）２が取り付けられ、このシャ
ンク２にハンガ１３を介してバッキングプレート（剛
体）１０が連結されている。このバッキングプレート１
０は、ダイホルダ１４の周囲４箇所に立設されたガイド
ポスト１２に上下動可能に挿通されている。

【００２４】バッキングプレート１０の下面にはボルト
等によりパンチホルダ４が固着されており、該パンチホ
ルダ４には複数本のパンチ、ここでは３本のパンチ５
ａ、５ｂ、５ｃが取り付けられている。

【００２５】また、バッキングプレート１０とパンチホ
ルダ４とが対接する領域には、各パンチ５ａ、５ｂ、５
ｃの背面が位置する一つながりの空間３が形成され、そ
の空間３にはパンチ加圧媒体として液体が封入されてい
る。この液体封入空間３は、ここではバッキングプレー
ト１０のパンチホルダ４に対接する面側に設けた凹部
と、該凹部を覆うパンチホルダとで形成され、液体とし
てグリスが封入されている。

【００２６】上記３本のパンチ５ａ、５ｂ、５ｃは、そ
の後端部がパンチホルダ４を上下方向に貫通し、且つそ
れぞれ独立に上下に変位可能に保持されている。そし
て、各パンチ５ａ、５ｂ、５ｃの背面は、上記液体封入
空間３内に位置している。従って、例えば一つのパンチ
５ａ、５ｂ、５ｃが上方向に変位して、その背面の位置
が高くなると、封入した一塊の液体の作用により、他の
パンチ５ａ、５ｂ、５ｃの背面に働く圧力が高まり、パ
ンチ５ａ、５ｂ、５ｃが下方に対応する変位量で押し出
されるように構成されている。

【００２７】一方、下金型としては、定盤等のマウント
１６上に固定されたブロック１５上にダイホルダ１４が
セットされ、該ダイホルダ１４の中央に、上記パンチ５
ａ、５ｂ、５ｃに対応する３つのダイ開口８ａ、８ｂ、
８ｃを備えたダイ８が固着されている。

【００２８】また、圧着ステージ７は所定温度に加熱さ
れたヒートブロックから成り、定盤等のマウント１６上
に固定されている。また、このヒートブロックの上面
は、上記ダイ８の真下にダイ８から所定間隔をおいて位
置されている。

【００２９】次に動作について説明する。

【００３０】ダイ８には、エラストマテープ３０から成
る接着テープ９が載置され、また圧着ステージ７上には
ＴＡＢテープ２０（又はリードフレーム）が載置され
る。

【００３１】パンチホルダ４は、その上部に位置するバ
ッキングプレート１０と一体的に、ガイドポスト１２に
沿って昇降する。それに必要な力は、降下するときには
図示しないプレス機からシャンク２に作用する外力であ
り、また上昇するときは図示してない収縮したスプリン
グの伸長力である。

【００３２】図示しないプレス機によって上金型が矢印
１で示す金型加圧方向に加圧されると、パンチ５ａ、５
ｂ、５ｃが下降する。

【００３３】パンチ５ａ、５ｂ、５ｃは、図示してない
ストリッパの中孔内を上下動可能であり、その先端はこ
れらに対向して配置されたダイ開口８ａ、８ｂ、８ｃと
協働して、前記ダイ８上に載置された接着テープ９を所
定形状に打ち抜く。パンチ５ａ、５ｂ、５ｃは打ち抜い
たエラストマシート３１から成る接着シート１１（図２
参照）をそのまま圧着ステージ７まで移送して、圧着ス
テージ７上に位置するＴＡＢテープ２０上に貼り付け
る。即ち、接着テープ９の打ち抜かれた接着テープ部分
である接着シート１１は、パンチ５ａ、５ｂ、５ｃと共
に降下してＴＡＢテープ２０に圧着され、両者はヒート
ブロックにより加熱されることにより、ＴＡＢテープ２
０に熱接着される。

【００３４】上記動作において、パンチ５ａ、５ｂ、５
ｃの後端は、パンチホルダ４を貫通した後、バッキング
プレート１０の液体封入空間３内に位置されているた
め、パンチ５ａ、５ｂ、５ｃの高さは、この液体封入空
間３内に封入されたグリスによって拘束される。液体封
入空間３内に封入されたグリスの体積は一定であるため
である。ただし、グリスの体積が一定という条件下で
も、各パンチ５ａ、５ｂ、５ｃの液体封入空間３内への
突入量が全体として同じであれば、各パンチ５ａ、５
ｂ、５ｃの高さはパンチ５ａ、５ｂ、５ｃ相互間で変位
可能である。

【００３５】図２は、接着テープ９として厚みの違う２
種類の接着テープ９ａ、９ｂを圧着した場合の動作を示
したものである。ここでは１００μｍの接着テープ９ａ
と、２００μｍの接着テープ９ｂを用意し、１００μｍ
の接着テープ９ａを両側のダイ開口８ａ、８ｃ上にセッ
トし、２００μｍの接着テープ９ｂを中央のダイ開口８
ｂ上にセットした。

【００３６】図２に示すように、同時に１００μｍの接
着テープ９ａと、２００μｍの接着テープ９ｂとを打ち
抜き、ＴＡＢテープ２０に圧着した。この圧着時におい
て、中央のパンチ５ｂは、接着テープ９ｂの厚さに応じ
てグリスを押しのけ、比較的深く液体封入空間３のグリ
ス内に進入した。また、これにより左右のパンチ５ａ、
５ｃは、グリスの圧力により元の位置より押し出され
た。接着テープ９ａ、９ｂ、９ａから打ち抜かれた接着
シート１１ａ、１１ｂ、１１ａにはパンチ５ａ、５ｂ、
５ｃを介してグリスの圧力が加わる。厚さの違う接着シ
ート１１ａ及び１１ｂとも、未接着部分や接着剤のはみ
だしがない状態でＴＡＢテープ２０に接着することがで
きた。

【００３７】図３は、意図的に圧着ステージ７を傾け、
その上に載置したＴＡＢテープ２０に対して接着シート
１１を貼付けた場合の動作を示したものである。ここで
は幅５０mmの圧着ステージ７の上面を、水平面から１０
０μｍだけパンチ５ａ、５ｂ、５ｃの配列方向に傾け
た。圧着ステージ７の傾きに応じて、左側のパンチ５ａ
はグリスを押しのけ、右側のパンチ５ｃは逆にグリスに
より押し出された。パンチ５ａ、５ｂ、５ｃで貼り付け
られた３つの接着シート１１は、いずれも未接着部分や
接着剤のはみだしがなくＴＡＢテープ２０に接着され
た。

【００３８】上記実施形態では、ＴＡＢテープに接着シ
ートを貼付する場合を例にしたが、本発明はリードフレ
ームに接着シートを貼付する場合にも適用することがで
きる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は半導体チ
ップ搭載用の接着テープを打ち抜いて、ＴＡＢテープ又
はリードフレームの所定位置に圧着する２本以上のパン
チを有する金型において、バッキングプレートとパンチ
ホルダとが対接する領域に、各パンチの背面が位置する
一つながりの空間を設け、その空間にパンチ加圧媒体と
して液体を封入した構成としたので、一塊の液体の圧力
を複数のパンチを介し各接着テープに伝えることで、一
度に圧着されるすべての接着テープに均等な荷重を加え
ながら圧着することができる。

【００４０】よって、従来技術で問題になっていた、貼
り付け時の荷重バラツキをなくし、複数の接着テープで
均一な接着特性を保つ事が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体チップ搭載用接着テープ貼り付
け金型を一部断面にて示した図である。

【図２】本発明の半導体チップ搭載用接着テープ貼り付
け金型の動作例を示した図である。

【図３】本発明の半導体チップ搭載用接着テープ貼り付
け金型の他の動作例を示した図である。

【図４】ＢＧＡ用エラストマ付ＴＡＢテープを用いたμ
ＢＧＡ半導体装置の製造プロセスを示した図である。

【図５】エラストマテープを打ち抜いてＴＡＢテープに
貼り付ける半導体チップ搭載用接着テープ貼り付け金型
の概略を示した図である。

【符号の説明】

３ 液体封入空間 ４ パンチホルダ ５、５ａ、５ｂ、５ｃ パンチ ７ 圧着ステージ ８ ダイ ８ａ、８ｂ、８ｃ ダイ開口 ９、９ａ、９ｂ 接着テープ １０ バッキングプレート １１、１１ａ、１１ｂ 接着シート（打ち抜かれた接着
テープ部分） １４ ダイホルダ ２０ ＴＡＢテープ ３０ エラストマテープ ３１ エラストマシート ４０ ＢＧＡ用エラストマ付ＴＡＢテープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C060 AA20 BA01 BC01 BE09 BF02 4J040 JA09 MA02 NA20 PB17 5F047 AA11 AA17 BA40 BB03 BB16 FA23 5F067 CC10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体チップ搭載用の接着テープを打ち抜
   いて、ＴＡＢテープ又はリードフレームの所定位置に圧
   着する２本以上のパンチを有する金型において、バッキ
   ングプレートとパンチホルダとが対接する領域に、各パ
   ンチの背面が位置する一つながりの空間を設け、その空
   間にパンチ加圧媒体として液体を封入したことを特徴と
   する半導体チップ搭載用接着テープ貼り付け金型。
2. 【請求項２】前記空間が、バッキングプレートのパンチ
   ホルダに対接する面側に設けた凹部と、該凹部を覆うパ
   ンチホルダとで形成されていることを特徴とする請求項
   １記載の半導体チップ搭載用接着テープ貼り付け金型。