JPH01200642A - 半導体装置用フィルムキャリアおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は半導体装置用フィルムキャリア、より詳しくは
フィルムキャリアにワイヤレスボンディングにより半導
体素子を連続的に組み込んでいくフィルムキャリア方式
（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ　　（
以下ＴＡＢと略する））に用いられるフィルムキャリア
およびその製造方法に関する。

〈従来の技術〉 半導体素子の実装技術においては、一定水準以上の性能
を持つ製品を高速で量産するために、自動化が図られて
いる。

この自動化を目的として開発されたものの一つに、長尺
フィルムキャリアにワイヤレスボンディングにより半導
体素子を連続的に組み込んでゆ＜ＴＡＢがある。

このＴＡＢでは、半導体素子５の各電極端子にバンブを
介してフィルムキャリアの対応するインナーリードがボ
ンディングツールにより熱圧性された後、絶縁性の流動
レジンによりボッティング封止され、さらに表面保護コ
ートが施されるという操作が連続的に行われる。

そして、半導体素子がボッティング封止されたフィルム
キャリアは所定の位置で切断され、そのアウターリード
がプリント基板に半田付けされて半導体装置となる。

このようなＴＡＢに用いられるフィルムキャリアは、通
常ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の可撓性の絶縁
フィルムにデバイスホールやスプロケットホール等の必
要な貫通孔を打ち抜きにより形成し、そのフィルムに銅
箔を貼着し、次いで該銅箔をフォトエツチングにより、
所望の銅箔パターンのリードに形成したものである。　
第１１図に示すように、この銅箔は所望の半導体素子の
ボンディング特性を得るためあるいは防錆等のために、
その両面に０．５〜１．０μｍ厚の半田、錫等のめっき
層を被覆形成する。　ま　た必要に応じて、該銅箔のイ
ンナーリード３１には半田、錫等のめっきが施され、ア
ウターリード３２には金、銀、白金等貴金属めっきが施
されていることもある。

ところで、近年、半導体装置の集積度の向上によりフィ
ルムキャリアのり−ド３の数が増加する傾向となった。

　そのため、従来と同一形状、寸法の半導体装置を作る
には、インナーリード３１のピッチをより小さくしたい
わゆるファインピッチＴＡＢ用フィルムキャリアの開発
が望まれている。

ところが、ファインピッチＴＡＢ用フィルムキャリアの
製造、特にインナーリードのピッチを１００μｍ以下と
するフィルムキャリアの製造には、次のような問題があ
った。

リードを構成する銅箔の厚さが３５μｍと厚い為に、イ
ンナーリードの幅およびその間隙をそれぞれ５０μｍ以
下にするとインナーリードのパターンエツチングの際パ
ターン欠損や短絡のおそれが生じる。

つまり、リードの幅とリードの間隔を銅箔の厚さの約１
３０％以下とすると、エツチングが深さ（厚さ）方向に
進行し終了するまでにレジストインクが部分的に剥離し
、リードのパターン欠損が生じ、また、これを避けるた
めにエツチングの終了前にエツチングを中止すると、エ
ツチングが不完全でリード間に短絡が生じるのである。

従って、スプロケットホールおよびデバイスホールが形
成されたフィルムに銅箔を貼着し、この銅箔を酸洗によ
り薄くするか、あるいは予め厚さが１５〜２５μｍの薄
い銅箔を用いて厚さの薄いリードを形成する方法が試み
られている。

しかるに、このような方法では銅箔の厚さが薄くなるた
め、機械的強度が低下し、デバイスホール内へ銅箔の落
ち込みが生じ、銅箔にエツチングを施す際のフォトレジ
ストの形成において、落ち込み部分の上部に装着された
フォトマスクにより露光された部分は焦点がボケ、正確
なフォトレジスト形成されず、結局、微細なエツチング
によるファインリードパターンの形成が不可能となる。

また、銅箔のエツチングにおいては、エツチング液を高
圧でスプレーするが、フィルムキャリア裏側のデバイス
ホール内には銅箔を支持するものがないため前述のよう
に銅箔の厚さが薄いと強度不足によりインナーリードの
変形が生じ、半導体装置の信頼性を低下させる。

以上のように、従来のフィルムキャリアの製造方法では
、ファインピッチＴＡＢ用フィルムキャリアを製造する
にあたり、多くの障害があった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、リ
ードの微細加工が可能であり、特にファインピッチＴ−
ＡＢ用フィルムキャリアの製造に適する半導体装置用フ
ィルムキャリアの製造方法およびこれにより得られた半
導体装置用フィルムキャリアを提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、以下の本発明により達成される。

即ち、本発明は、可撓性絶縁フィルム上に導体膜による
リードを形成してなる半導体装置用フィルムキャリアを
製造するに際し、前記可撓性絶縁フィルム上に所望パタ
ーンのリードを形成した後、前記可撓性絶縁フィルムに
デバイスホールおよび／またはアウターリードボンディ
ングホールを形成することを特徴とする半導体装置用フ
ィルムキャリアの製造方法を提供するものである。

前記リードの形成は、銅箔の貼着またはめっきにより前
記可撓性絶縁フィルム上に導体膜を形成した後、該導体
膜をエツチングすることにより行うのがよい。

また、前記リードの形成は、前記可撓性絶縁フィルム上
に所望パターンのマスクを形成し、該マスクに覆われて
いない部分をめっきすることにより行うのがよい。

前記デバイスホールおよび／またはアウターリードボン
ディングホールの形成は、イオンミリング法により行う
のがよい。

また、前記デバイスホールおよび／またはアウターリー
ドボンディングホールの形成は、ケミカルエツチング法
により行うのがよい。

また、本発明は、上記いずれかの製造方法により製造さ
れた半導体装置用フィルムキャリアであって、 前記導体膜の厚さが３０μｍ以下である半導体装置用フ
ィルムキャリアを提供するものである。

各インナーリードの平均幅が２０〜５０μｍであるのが
よい。

そして隣接するインナーリードの平均ピッチが１００μ
ｍ以下であるであるのがよい。

本発明の半導体装置用フィルムキャリアの製造方法は、
従来のフィルムキャリアの製造方法のように、ベースフ
ィルムにデバイスホール等の貫通孔を開口形成した後、
リードを形成する方法とは根本的に異なるもので、デバ
イスホール等が形成されていないベースフィルム上に所
望パターンのリードを形成し、その後、デバイスホール
等を形成するものである。

リードは、フィルムキャリアのベース フィルムに開口されたデバイスホールの周囲に形成され
、そのインナーリードはデバイスホール内に突出するた
め、リードに一定の機域的強度を必要とすることから、
上記従来法ではリードを構成する導体膜の厚さを薄り（
淳さ３０μｍ以下）することができないが、本発明では
、デバイスホールを有さないベースフィルム上にリード
を形成するため、リードを構成する導電膜に厚さの制限
を受けることがなく、即ち導体膜の厚さを薄く（厚さ３
０μｍ以下）することかでき、よってエツチングによる
リードの微細加工が可能と−なる。

以下、本発明の半導体装置用フィルム キャリアおよびその製造方法を添付図面に示す好適実施
例について詳細に説明する。

第１図〜第５図は、本発明のフィルム キャリアの製造方法の工程を示す横断面図である。　以
下、各工程をこれらの図面に基づいて説明する。

＜ｌ−Ｂ＞　　フィルムキャリア１のベースフィルム（
可撓性絶縁フィルム）２の両側部に例えばプレス打抜き
加工によりスプロケッホール６．６形成し、次いで第１
図に示すように、ベースフィルム２上の両サイドのスプ
ロケットホール６．６間の位置に導体膜８を積層する。

この導体膜８の積層は、ベースフィルム２上に接着剤を
塗布し、銅箔のような金属箔を貼着する方法、あるいは
ベースフィルム２上に所望の金属をめっき（好ましくは
、蒸着）し、金属層を形成する方法等が挙げられる。　
ここで、めっぎとは、通常の電解めっき、無電解めっき
、浸漬めっき、スプレーめっきのような湿式めっき、ま
たは蒸着、スパッタリング、イオンブレーティング、Ｃ
ＶＤのような乾式めっきをいう。　本明細書では、これ
らを総称して「めっき」という。

導体膜８の構成材料としては、銅、鉄、ニッケル、クロ
ム、アルミニウム等またはこれらを含む合金（例えば、
Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎ合
金、Ｃｕ−５ｎ合金、Ｃｕ−Ｚｒ合金、４２％Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金、５ＵＳ４３０）等を挙げることができる。

導体膜８の厚さは、その構成材料にもよるが、通常、３
０μｍ以下、特に、５〜２５μｍ程度とするのが好まし
い、　厚さが５μｍ未満ではリードに加工したとき強度
不足となり、また２５μｍ、特に３０μｍを超えるとリ
ードの微細加工が困難となるからである。

なお、導体膜８の厚さが最終的なリードの厚さに等しい
場合には、導体膜の厚さは上記範囲内が好ましいが、例
えばベースフィルム２上に厚さ２５μｍ超の銅箔を貼着
し、後に該銅箔に酸洗を施しこして厚さを上記範囲内ま
で薄くすることも可能である。

また、ベースフィルム２を構成する可撓性フィルムの構
成材料は、例えばポリイミド、ポリアミドイミド等の高
耐熱性樹脂であるのが好ましい。　その理由は、半導体
素子との半田接合や、樹脂封止の際に温度が４００〜５
００℃となるため、そのような高温に対してもベースフ
ィルムの溶融や熱変形が生じないことが要求されるから
である。

＜２−Ｂ＞　　第２図に示すように、導体膜８上に所定
のパターン（ポジ型）のレジスト層フを形成する。

レジスト層７の形成方法は、特に限定されず、一般に行
われているフォトレジスト法あるいはスクリーン印刷法
を用いればよい。

＜３−Ｂ＞　　第３図に示すように、レジスト層７をマ
スクとして導体膜８にエツチングを施し、その後レジス
ト層７を剥離、除去して第４図に示すように所望パター
ンのリード３を得る。

得られた各リード３の厚さは、上述した理由から５〜２
５μｍ程度とするのがよい。

本発明においては、未だデバイスホール４およびアウタ
ーリードボンディングホール５が開口形成されていない
ベースフィルム上でリード３を形成するため、リードの
強度の確保を考慮することなくリードへの加工を行うこ
とができる。　その結果、リード３を構成する導体膜８
の厚さを薄くすることができ、リードの微細加工が容易
に可能となる。

例えば、厚さ５〜２５μｍ程度の銅箔リードにおいて、
各インナーリードの平均幅を２０〜５０ｍｍ以下とする
こと、および／または隣接するインナーリードの平均ピ
ッチを１００μｍ以下とすることが可能となる。

＜４−Ｂ＞　　第５図に示すように、リード３が形成さ
れたベースフィルム２の所定位置にデバイスホール４お
よびアウターリードボンディングホール５を形成し、本
発明のフィルムキャリア１を得る。

このデバイスホール４およびアウターリードボンディン
グホール５の形成は、イオンミリング法またはケミカル
エツチング法により行われる。　以下これらについて説
明する。

イオンミリング法とは、イオンビームの運動エネルギー
により、被処理物を物理的に加工する方法であり、その
原理は、イオン源より被処理物（ベースフィルム）に向
けて直進するイオンビームが被処理物のレジストにより
覆われた以外の部分（デバイスホール４およびアウター
リードボンディングホール５を形成する部分）に衝突し
、その部分を切削するというものである。

このイオンミリング法は、高精度な加工が可能であると
いう特徴を有する。

なお、イオンミオリング法に関しては、日立評論■○Ｌ
、６８　　Ｎｏ、６　（１９８６−６）の９４９〜５２
「犬ロ径イオンビームミリング装置の開発」に詳述され
ている。

ケミカルエツチング法とは、ポリイミド（ベースフィル
ム）がヒドラジンの水溶？夜に溶解することを利用した
エツチング法であり、ベースフィルムのエツチングを薬
品郊埋にて手軽に行うことが出来るという利点を有する
。

次に、リードの形成方法が前述のものと異なるフィルム
キャリアの製造方法を第６図〜第１０図に基づいて説明
する。

＜ｌ−Ｊ＞　　フィルムキャリア１のベースフィルム（
可撓性絶縁フィルム）２の両側部に例えばプレス打抜き
加工によりスプロケットホール６．６を形成し、次いで
第６図に示すようにベースフィルム２上にフォトレジス
ト９を塗布する。

＜’１−１）＞　　前記フォトレジスト９を露光、現像
し、第７図に示すように所定パターン（ネガ型）のレジ
スト層９を形成する。

＜３−ｂ＞　　第８図に示すように、レジスト層９をマ
スクとして部分的なめっき（好ましくは、蒸着）を行い
、導体膜８を形成する。　導体膜８の構成材料、厚さ等
については前記と同様である。

このような、めっきによりリードを形成する方法は、前
述の金Ｒ箔の貼着およびそのエツチングによる方法に比
べ、より微細なパターンが得やすいという利点がある。

また、めっき金属、即ちリードの構成金属の組成や膜厚
を容易に選択することができ、特に、二元または三元以
上の合金とする場合には有利である。

＜４−ｂ＞　　レジストＮ９を剥離、除去して第９図に
示すように所望パターンのリード３を得る。

＜５−１１＞　　第１０図に示すように、前記＜４−Ｂ
＞と同様にしてベースフィルム２の所定位置にデバイス
ホール４およびアウターリードボンディングホール５を
形成し、本発明のフィルムキャリア１を得る。

〈実施例〉 以下、本発明の具体的実施例について説明する。

（実施例１） （１−１）ベースフィルムとして、厚さ７５μｍ１１１
ｉ　３５　ｍｍのポリイミド製長尺フィルムの両サイド
にプレス打抜き加工により所定ピッチのスプロケットホ
ールを連続的に形成した。

（１−２）　このベースフィルムのリード形成面にエポ
キシ系接着剤を２０μｍ厚塗布し、厚さ１８μｍ１幅２
６．４ｍｍの圧延銅箔を貼着した。

（１−’３）次に銅箔の表面にロールコータ−法により
フォトレジストインクを均一に塗布し、これを露光（焼
付）、現像して所望のポジ型フォトレジストパターンを
形成した。

（１〜４）次に、エツチング液（塩化第二銅溶液）によ
り銅箔をエツチングし、剥離液（１０％ＮａＯＨ液）に
よりフォトレジストの除去を行って所望パターンのリー
ドを形成した。

リードパターンは、インナーリードの幅が３０μｍ、隣
接するインナーリードの間隙が３０μｍ１即ち、ピッチ
６０μｍとした。

（ｔ−Ｓ）次に、イオンミリング法により、ベースフィ
ルムの幅方向中央部に５．７Ｘ６．３ｍｍの角形デバイ
スホールと、このデバイスホールの各透性周部に幅３．
０ｍｍ、長さ１８．０ｍｍのアウターリードボンディン
グホールを開口形成し、第１１図に示すフィルムキャリ
アを得た。

イオンミリングは、■日立製作新製のイオンミリグ装置
を用い、下記条件にて行った。

イオン源にはＡｒイオン源を用い、ビーム電流密度０．
５ｍＡ／Ｃｍ２で切削部以外の部分をステンレス製のマ
スクによりマスキングして加工した。　　ミリング速度
は１μｍ／ｍｉｎであり、金属のミリングに比べその速
度は非常に速いものであった。

（実施例２） （２−１）上記（１−１）−と同様 （２−２）ベースフィルムのリード形成面に　９９．９
９％銅を蒸着し、厚さ１０μｍの銅層を形成した。

（２−３）上記（１−３）、（１−４）および（１−５
）　と同様（実施例３） （３−１）ベースフィルムとしてガラスエポキシ製長尺
フィルムを用いた以外は、上記（１−１）と同様とした
。

（３−２）上記（２−２）および（２−３）と同様（実
施例４） （４−１）上記（１−１）　と同様 （４−２）ベースフィルムのリード形成面にフォトレジ
ストインクを均一に塗布し、これを露光（焼付）、現像
して所望のネガ型フォトレジストパターンを形成した。

（４−３）　　このフォトレジストをマスクとして、９
９．９９％銅を部分蒸着し、厚さ５μｍの銅層を形成し
た。

（４−４）剥離液（１０％ＮａＯＨ液）によりフォトレ
ジストの除去を行って所望パターンのリードを形成した
。　　リードパターンは上記（１−４）　　と同様であ
る。

（４−５）上記（１−５）　と同様 （実施例５） （５−１）上記（１−１）、（１−２）、　（１−３）
および（１−４）と同様 （５−２）ケミカルエツチング法により上記（１−５）
と同様のデバイスホールおよびアウターリードボンディ
ングホールを開口形成した。

ケミカルエツチングに際しては、スクリーン印刷法によ
りエポキシ系のソルダーレジストインクを印刷し、マス
キングを行った。

また、用いたエツチング液は、１０％ ヒドラジン水溶液、ｐＨ１０，５、液温８０℃であった
。

上記実施例１〜５で得られたフィルム キャリアのリード部を調べたところ、パターン欠損、短
絡およびリードの変形もなく、高い精度でファインピッ
チリードパターンの形成が可能であることが確認された
。

〈発明の効果〉 本発明の半導体装置用フィルムキャリアおよびその製造
方法によれば、可撓性絶縁フィルム上に所望パターンの
リードを形成した後、そのフィルムにデバイスホールお
よび／またはアウターリードボンディングホールを形成
することにより、リードを構成する導体膜の形成方法や
膜厚に制約を受けることなくリードを形成することがで
き、よって、微細パターンの加工が容易に可能となった
。

その結果、例えばリード間のピッチが１００μｍ以下の
ファインピッチＴＡＢ用フィルムキャリアの製造が可能
となった。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は、本発明の半導体装置用フィルムキャ
リアの製造方法の工程例を示す横断面図である。 第６図〜第１０図は、本発明の半導体装置用フィルムキ
ャリアの他の工程例を示す横断面図である。 第１１図は、本発明の半導体装置用フィルムキャリアの
平面図である。 符号の説明 １・・・フィルムキャリア、 ２・・・ベースフィルム、 ３・・・リード、 ３１・・・インナーリード、 ３２・・・アクタ−リード、 ４・・・デバイスホール、 ５・・・アウターリードボンディングホール、６・・・
スプロケットホール、 ７・・・レジスト層、 ８・・・導体膜、 ９・・・フォトレジスト（レジスト層）特許出願人　日
　立電線株式会社 ７ご７＼ ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、６

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）可撓性絶縁フィルム上に導体膜によるリードを形
   成してなる半導体装置用フィルムキャリアを製造するに
   際し、 前記可撓性絶縁フィルム上に所望パターンのリードを形
   成した後、前記可撓性絶縁フィルムにデバイスホールお
   よび／またはアウター リードボンディングホールを形成することを特徴とする
   半導体装置用フィルムキャリアの製造方法。
2. （２）前記リードの形成は、銅箔の貼着またはめっきに
   より前記可撓性絶縁フィルム上に導体膜を形成した後、
   該導体膜をエッチングすることにより行う請求項１に記
   載の半導体装置用フィルムキャリアの製造方法。
3. （３）前記リードの形成は、前記可撓性絶縁フィルム上
   に所望パターンのマスクを形成し、該マスクに覆われて
   いない部分をめっきすることにより行う請求項１に記載
   の半導体装置用フィルムキャリアの製造方法。
4. （４）前記デバイスホールおよび／または アウターリードボンディングホールの形成は、イオンミ
   リング法により行う請求項１〜３のいずれかに記載の半
   導体装置用フィルム キャリアの製造方法。
5. （５）前記デバイスホールおよび／または アウターリードボンディングホールの形成は、ケミカル
   エッチング法により行う請求項１〜３のいずれかに記載
   の半導体装置用フィルム キャリアの製造方法。
6. （６）請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置用フ
   ィルムキャリアの製造方法により 製造された半導体装置用フィルムキャリアであって、 前記導体膜の厚さが３０μｍ以下である 半導体装置用フィルムキャリア。