JPH06204295A

JPH06204295A - フィルムキャリアテープ及びそのリードのボンディング方法

Info

Publication number: JPH06204295A
Application number: JP4358706A
Authority: JP
Inventors: Michitaka Urushima; 路高漆島
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-22
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JP2614005B2

Abstract

(57)【要約】【目的】リードにおける接続の信頼性を高めるととも
に、電気的な短絡を防止して半導体装置不良を未然に防
止するフィルムキャリアテープと、リード接続を好適に
行うためのボンディング方法を提供する。【構成】絶縁性のテープ１の表面に金属箔でリード６
を形成し、このリードを半導体チップ１０の電極１１や
実装基板２０の回路２１に接続するようにしたフィルム
キャリアテープにおいて、リード６の少なくとも露呈さ
れた面に樹脂皮膜８を形成し、リード表面酸化を防止す
る一方でリード変形による半導体チップや実装基板との
電気的な短絡を防止する。また、リードのボンディング
に際しては、ボンディングツールＢＴ１により接続部に
超音波を印加し、樹脂皮膜８を破壊してリードの接続を
可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明の半導体装置に用いられる
フィルムキャリアテープの構造と、このフィルムキャリ
アテープを用いて半導体チップや実装基板への電気接続
を行うボンディング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にフィルムキャリアテープは、図４
（ａ）及び（ｂ）に半導体チップを搭載した状態の平面
図とＣ─Ｃ線断面図を示すように、ポリイミド等の絶縁
性のテープ１に、搬送及び位置決め用のスプロケットホ
ール２を形成し、かつ半導体チップ１０が入る開孔部と
してのデバイスホール３を形成する。そして、テープ１
の表面には銅等の金属箔を接着し、かつこれをフォトリ
ソグラフィ技術により所要パターンに形成してリード６
及び電気選別のためのパッド７等を形成する。前記リー
ド６はデバイスホール３内に突出されたインナーリード
６Ａと、これにつながってデバイスホールの外側に延出
されるアウターリード６Ｂとで構成され、表面に金、
錫、半田等の金属メッキ９が施されている。また、アウ
ターリード６Ｂの先端部はテープ１に開孔したアウター
リードホール４に臨ませられ、かつアウターリードホー
ル４とデバイスホール３との間はリード６を保持するサ
スペンダ５として構成される。

【０００３】そして、このフィルムキャリアテープのリ
ード６と半導体チップ１０とをボンディングする際に
は、予め半導体チップ１０の電極上に金属突起物である
バンプ１１を設けておき、このバンプ１１上にインナー
リード６Ａを載せ、かつその背後からボンディングツー
ルでインナーリード６Ａを押圧しながら加熱し、或いは
スクラブすることにより熱圧着法又は共晶法によりイン
ナーリード６Ａをバンプ１１にボンディングしている
（このことを、ＩＬＢと略称する）。なお、インナーリ
ードのボンディング完了後は、パッド７に図外の接触針
を接触させ、この接触針及びパッドを介して半導体チッ
プ１０に通電し、電気的特性試験を行い、電気選別等を
行う。なお、半導体装置の信頼性向上及び機械的保護の
ために、ポッティング等により半導体チップ及びインナ
ーリードを封止することが行われる。このように構成さ
れた半導体装置を実装する場合は、図５に示すように、
アウターリード６Ｂを所要の長さに切断し、プリント基
板２０の所要箇所に接着剤２３等により半導体チップ１
０を固定し、その上でアウターリード６Ｂを導電パター
ンとして形成されたプリント基板の回路パターン２１に
ボンディングする（このことを、ＯＬＢと略称する）。
ボンディングには、半田等のロウ付けが利用される。ま
た、２４はポッティンク材である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のフィ
ルムキャリアテープでは、リード６に金属メッキ８を形
成しておかないと、ＩＬＢ時にリードに加えられる熱に
より主材である銅の表面が酸化し、半導体チップの電極
（バンプ）１１との良好な接続ができなくなり、機械的
な接続強度が低下され、かつ接続部の電気的抵抗が大き
くなるという問題が生じる。このため、金、錫、半田等
の金属メッキを施しているが、特に電極との接続に際し
て高い信頼性が得られる金メッキを施すと、半導体装置
のコスト高をまねくという問題がある。

【０００５】また、従来のフィルムキャリアテープは、
リードの金属メッキが露呈された状態にあるため、図５
に示したようにＩＬＢやＯＬＢを行う際、或いは行った
後に、リードが変形されたときにリード６の一部が半導
体チップ１０やプリント基板２０に接触し、両者が電気
的に短絡して半導体装置不良を生じるという問題があ
る。本発明の目的は、半導体チップとリードとの接続の
信頼性を高めるとともに、電気的な短絡を防止して半導
体装置不良を未然に防止するフィルムキャリアテープを
提供することにある。また、本発明の他の目的は、フィ
ルムキャリアテープのリードを良好に接続することを可
能にしたボンディング方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性のテー
プの表面に金属箔で形成されたリードの少なくとも露呈
された面に樹脂皮膜を形成する。この樹脂皮膜は、リー
ドを含むテープの全面に形成してもよい。また、本発明
は、絶縁性のテープの表面に金属箔で形成され、かつそ
の表面に樹脂皮膜が形成されたリードと、半導体チップ
の電極や実装基板の回路パターンとを電気的に接続する
ボンディングに際し、リードをボンディングツールによ
り電極や回路パターンに押圧するとともに、ボンディン
グツールを介して接続部に樹脂皮膜を破壊する強度の超
音波を印加する。この場合、接続部を加熱してリードと
電極や回路パターンを熱圧着或いはロウ付けする方法が
採用される。

【０００７】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明のフィルムキャリアテープの一実施例
を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線
拡大断面図である。同図（ａ）は従来のフィルムキャリ
アテープと略同じ平面構成をしており、絶縁性のテープ
１にスプロケットホール２、デバイスホール３、アウタ
ーリードホール４、サスペンダ５を形成する。また、テ
ープ１の表面には銅等の金属箔を接着し、これをフォト
リソグラフィ技術により所要パターンに形成してリード
６及び電気選別のためのパッド７を形成する。リード６
はデバイスホール３内に突出されたインナーリード６Ａ
と、アウターリードホール４を跨いで延長されるアウタ
ーリード６Ｂとで構成される。

【０００８】そして、図１（ｂ）に示されるように、リ
ード６の表面には樹脂皮膜８を形成している。この樹脂
皮膜８は、例えばフッ素系、ポリイミド系、ポリエステ
ル系等の樹脂で構成され、リード６を形成した後にリー
ド表面に塗布して形成されている。なお、この場合、樹
脂皮膜８の膜厚は、後述するボンディングを良好に行う
ために可及的に薄く形成することが好ましい。また、テ
ープ全体を樹脂液中に浸漬させるディッピング法により
樹脂皮膜を形成してもよく、この場合にはリード６を含
むテープ１の全面に樹脂皮膜８を形成することになる。

【０００９】このフィルムキャリアテープのリード６を
半導体チップ１０の電極１１にボンディングし、かつプ
リント基板２０に搭載した状態を図２に示す。このイン
ナーリード６のボンディング（ＩＢＬ）に際しては、半
導体チップ１０の電極１１にはバンプは設けてはおら
ず、電極１１の表面にインナーリード６Ａを載置する。
そして、インナーリード６Ａの上面から図３（ａ）に示
すボンディングツールＢＴ１を所要の荷重で押圧させ、
かつ加熱しながらボンディングツールＢＴ１に超音波を
印加する。これにより、インナーリード６Ａと電極１１
の接触部では、インナーリード６Ａ表面の樹脂皮膜８が
破壊され、主材の銅箔面が露呈される。同時に電極１１
の表面の酸化膜１２が破壊され、電極金属面が露呈され
る。そして、インナーリード６Ａと電極１１の各露呈さ
れた面を熱圧着させることで、両者を接合させ、好適な
ボンディングが実現される。なお、前記したボンディン
グツールに印加する超音波出力は、樹脂皮膜と酸化膜を
安定して破壊することができる最低出力に設定される。
また、ボンディングツールの押圧荷重は、インナーリー
ドと電極の接合面を十分に安定して密着できる最低な荷
重に設定される。

【００１０】したがって、樹脂皮膜８を形成したリード
６を有するフィルムキャリアテープ１を用いて半導体チ
ップ１０をインナーリード６Ａにボンディングした半導
体装置では、リード６が変形されてその中間一部が半導
体チップ１０に接触するようなことが生じても、樹脂皮
膜８によってリード６と半導体チップ１０とが電気的に
短絡することが防止され、半導体装置の信頼性を高める
ことができる。また、この樹脂皮膜８を形成することに
よってリードの主材である銅箔の表面酸化を防止し、半
導体チップの電極との良好な接合が確保できるので、従
来のような金属メッキを施す必要がなく、コスト低減に
有効となる。

【００１１】一方、樹脂皮膜８を形成したインナーリー
ド６Ａと半導体チップ電極１１とのボンディングに際し
ては、従来のように電極１１にバンプを設ける必要がな
くなる。このバンプは、これを設ける理由の一つが、リ
ードの変形による半導体チップとの短絡を防止するため
であり、半導体チップの表面高さを稼ぐものであるが、
前記したように樹脂皮膜８によりその短絡防止が期待で
きるためにその理由の一つがなくなる。また、バンプを
設ける他の理由であるインナーリードとの半田付け接続
においても、前記したボンディングのように超音波を併
用した熱圧着法を採用することで、半田等のロウ材が存
在しなくともインナーリードと電極とを接合させること
が可能となる。したがって、電極のバンプは全く不要と
なり、半導体チップ側のコスト低減にも有効となる。な
お、ボンディングツールとして、図３（ｂ）に示すよう
に、先端が細いロッド状に突出された形状のボンディン
グツールＢＴ２を用いることもできる。

【００１２】また、図２に示したように、アウターリー
ド６Ｂをプリント基板２０の回路パターン２１にボンデ
ィング（ＯＢＬ）する場合にも、インナーリードのボン
ディングと同様にボンディングツールを利用して超音波
を加えながらロウ材２２による接続を行えば、超音波に
よって樹脂皮膜８が破壊され、銅箔表面が露呈されてロ
ウ材２２による接続が可能となる。そして、この場合に
も、リード６の一部が変形してプリント基板２０の回路
パターン２１に接触するようなことが生じても、リード
の表面に設けた樹脂皮膜８によってリードと回路パター
ンとの電気的な短絡が防止でき、信頼性を高めることが
可能となる。なお、前記実施例では低コスト化を図るた
めにリード表面に金属メッキを形成していないが、コス
トを問題としない場合には、リードに金、錫等の金属メ
ッキを施した上に樹脂皮膜を形成するようにしてもよ
い。このようにすれば、リードの金属メッキが半導体チ
ップの電極に接触されて接合が行われるため、電極の金
属材料の種類によっては接合の信頼性を一層高めること
が可能となる。

【００１３】ここで、リードを含むフィルムキャリアテ
ープの全面に樹脂皮膜を形成した場合には、インナーリ
ードを半導体チップに接続した後にパッドを利用して電
気的特性の試験を行う際には、先の尖った接触針をパッ
ドに押圧させることで、樹脂皮膜を突き破って接触針と
パッドとの電気接続を行うことができる。また、リード
を半導体チップや実装基板に接続する際に超音波による
ボンディングが採用できない場合には、予めフィルムキ
ャリアテープを樹脂液にディッピングする前にマスクテ
ープを必要箇所に貼り付けておき、ボンディングの直前
にマスクテープを剥がすようにすれば、リード面を清浄
なままで露呈させ、超音波を用いない好適な接続が可能
となる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、フィルム
キャリアテープに金属箔で形成したリードの表面に樹脂
皮膜を形成しているので、リード金属の表面酸化を防止
して半導体チップや実装基板との好適な接続を可能と
し、リード表面の金属メッキを不要にして、低コスト化
が実現できる。また、リードが変形して半導体チップや
実装基板に接触した場合でも樹脂皮膜によって電気的な
短絡が防止でき、信頼性を高めることができる。また、
リードを半導体チップの電極や実装基板の回路パターン
に接続する際に超音波ボンディングを併用することによ
り、樹脂皮膜を破壊してリード表面を電極や回路パター
ンに接触させ、好適な接続を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルムキャリアテープの一実施例を
示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線の拡大断面図
である。

【図２】図１のフィルムキャリアテープを用いて半導体
チップをプリント基板に実装した状態を示す断面図であ
る。

【図３】本発明のボンディング方法に用いるボンディン
グツールの外観図である。

【図４】従来の一般的なフィルムキャリアテープを示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図５】従来のフィルムキャリアテープを用いて半導体
チップをプリント基板に実装した状態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１テープ６リード、６Ａインナーリード、６Ｂアウターリ
ード８樹脂皮膜１０半導体チップ１１電極２０プリント基板２１回路パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性のテープの表面に金属箔でリード
を形成し、このリードのインナーリードを半導体チップ
の電極に接続し、アウターリードを実装基板の回路に接
続するようにしたフィルムキャリアテープにおいて、前
記リードの少なくとも露呈された面に樹脂皮膜を形成し
たことを特徴とするフィルムキャリアテープ。
【請求項２】リードを含むテープの全面に樹脂皮膜を
形成する請求項１のフィルムキャリアテープ。
【請求項３】絶縁性のテープの表面に金属箔で形成さ
れ、かつその表面に樹脂皮膜が形成されたリードと、半
導体チップの電極や実装基板の回路パターンとを電気的
に接続するボンディング方法において、前記リードをボ
ンディングツールにより電極や回路パターン側に押圧
し、かつボンディングツールを介して接続部に樹脂皮膜
を破壊する強度の超音波を印加することを特徴とするリ
ードのボンディング方法。
【請求項４】ボンディングツールを介して接続部に超
音波を印加すると共に、接続部を加熱してリードと電極
や回路パターンを熱圧着或いはロウ付けする請求項３の
リードのボンディング方法。