JP2004304046A

JP2004304046A - Film carrier tape for cof

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Publication number: JP2004304046A
Application number: JP2003097024A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Suzuki; 勝美鈴木; Kenji Yamaguchi; 健司山口
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP3687658B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that a COF tape is adhered to a heating tool, resulting in a joint failure of a lead and a bump because the heating tool is heated at a high temperature in conventional COF bonding. <P>SOLUTION: The film carrier tape for COF used for COF bonding is formed by forming an optional wiring pattern on a tape-like insulation film and heating/press-fitting a lead with the wiring pattern to a bump formed on a semiconductor chip with the insulation film in between at a specified temperature by using a heating tool. A backing film having a dynamic elastic modulus of 10.0 GPa or more at 300-400°C of the heating tool is joined with a rear surface of the insulation film. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップを搭載して半導体パッケージを構成するためのフィルムキャリアテープに関する。特に、デバイスホールおよびフライングリードを有さず、銅箔による微細配線（リード）がポリイミドテープ材に接合された状態で形成されるＣＯＦ（ＣｈｉｐｏｎＦｉｌｍ又はＣｈｉｐｏｎＦｌｅｘ）用フィルムキャリアテープに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型化、薄型化、高精細化の要求に伴い、ＩＣ等の電子部品を搭載する基板の配線は微細化が進行している。微細配線を有する基板として、図５に示すＴＡＢ用フィルムキャリアテープ１が使用されており、このテープ１にはＩＣ搭載部のデバイスホール２が設けられ、インナーリードがデバイスホール２に突出するフライングリード３の構造となっている。ＴＡＢ用フィルムキャリアテープ１のボンディング方式は、図５に示されるように、加熱ステージ５の上に金バンプ６を形成したＩＣチップ７をセットし、ＣＣＤカメラ８で錫めっきを施したフライングリード３と金バンプ６とを位置合わせした後、所定温度の加熱ツール９で所定時間加圧してＡｕ−Ｓｎ共晶接合する。
【０００３】
しかしながら、インナーリードの配線ピッチが４０μｍを下回ると、フライングリード自体の形成が困難になるとともに、リードピンが曲がり易くなりＩＣとの接合が困難にもなる。この解決策の一つとして、ＣＯＦ（ＣｈｉｐｏｎＦｉｌｍ又はＣｈｉｐｏｎＦｌｅｘ）と呼ばれるパッケージ法がある。ＣＯＦ法は、特に、液晶駆動用のドライバーチップを直接ポリイミド基板上のリードに実装して液晶パネルに接続する場合等、小型、軽量であること、テープは折り曲げて使用されるため極力薄いことが要求される場合に有効である。
【０００４】
このＣＯＦ法は、図６に示されるように、ポリイミドテープに銅箔をメタライジング（めっき）法又はキャスティング法で接合した２層基板材料４を用い、デバイスホールおよびフライングリードがなく、銅箔による微細配線はポリイミドテープ材に接合された状態で形成される。従って、リードの変形は無く、また銅箔は薄いので４０μｍピッチ以下の超微細配線が可能になる。
【０００５】
ＣＯＦのボンディング方式では、図６に示されるように、加熱ステージ５の上に金バンプ６を形成したＩＣチップ７をセットし、ＣＣＤカメラ８で２層基板ＣＯＦテープ４のポリイミド４ａを介して錫めっきを施したリード４ｂと金バンプ６とを位置合わせした後、所定温度の加熱ツール９で所定時間加熱してＡｕ−Ｓｎ共晶接合する。このため、加熱ツール９は汚れない。しかしながら、位置合わせはポリイミドを介してリード４ｂを認識するので、ポリイミドは薄く透明性を有することが要求される。通常、ポリイミドの厚さは１２．５、２０、２５、３８μｍが使用されている。
【０００６】
また、ＣＯＦボンディングでは、ポリイミドを介して加熱接合するため、ＴＡＢのボンディングの場合と較べて加熱ツール９の熱伝達が阻害されるので、同じＡｕ−Ｓｎ共晶を形成するにはＴＡＢのボンディングに比較して加熱ツール９の温度を高くする必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＣＯＦボンディングでは、加熱ツールの温度を高くしているので、加熱ツールにＣＯＦテープが付着してリードとバンプ間の接合不良を生じる恐れがある。
【０００８】
即ち、従来のＣＯＦボンディングでは、図７に示されるように、ＣＯＦ基材の熱変形と熱収縮により加熱ツール９がＣＯＦテープ４にめりこみ、接合が完了した後、加熱ツール９の圧力を解除する際に、図８に示されるように、ＣＯＦテープ（ポリイミド）の加熱ツール９に対する付着が生じ易くなり、これに起因してリードとバンプ間の接合不良が発生する。この対策として、加熱ツール９の温度を下げ、加圧時間を長くしてＡｕ−Ｓｎ共晶合金が生成するのに必要な熱量を付与することも考えられるが、接合に要する時間が長くなり生産性が低下する。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ＣＯＦボンディングにおいて加熱ツール温度を高くし短時間で接合した場合でもリードとバンプ間の接合不良が防止できるＣＯＦ用フィルムキャリアテープを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、ＣＯＦボンディングにおいて高い加熱ツール温度を用いて短時間で接合した場合でもリードとバンプ間の接合不良を防止するため、テープ状絶縁性フィルム上に所望の配線パターンが形成され、所定温度の加熱ツールを用いて半導体チップ上に形成されたバンプに配線パターンのリードを絶縁性フィルムを介して加熱圧着するＣＯＦボンディングに使用されるＣＯＦ用フィルムキャリアテープにおいて、絶縁性フィルムの裏面に、３００〜４００℃の加熱ツール温度において１０．０ＧＰａ以上の動的弾性率を有する裏打ちフィルムが接合されるようにしたＣＯＦ用フィルムキャリアテープを提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明者は、各種ポリイミド材質でＣＯＦテープを製造し、パルスツール実験装置を用い、加熱ツールへのテープ付着状況を調査した。その結果、ポリイミドの種類により加熱ツールへ付着する温度が異なることが判明した。その原因を調査したところ、ポリイミドの種類により動的弾性率が異なること、しかも、その温度プロファイルも異なることが判った。すなわち、ＣＯＦのボンディングで一般的に実施されている加熱ツール温度３００℃以上ではポリイミドの動的弾性率が急激に低下し、動的弾性率が１０．０ＧＰａ未満のポリイミドは加熱ツールに付着しやすくなる。
【００１２】
従って、ＣＯＦの場合には、ポリイミドの材質を選定しないと、ボンディング作業において、リードがバンプから剥離してしまう現象、所謂「テープ剥がれ」が起き易い。また、リードとバンプが接合したとしても、接合部分に、所謂「接合ボイド不良」あるいは「フィレット不良」が生じ易く、信頼性試験に合格しない不良品を発生する可能性が高い。このため、本発明のＣＯＦ用フィルムキャリアテープでは、絶縁性フィルム（基材フィルム）の裏面に、３００〜４００℃の加熱ツール温度において１０．０ＧＰａ以上の動的弾性率を有する裏打ちフィルムが接合されている。
【００１３】
ここで、一般に試料の動的粘弾性を示す指標としては複素弾性率、貯蔵弾性率、損失弾性率が用いられるが、本発明において「動的弾性率」とは、これらの指標のうち貯蔵弾性率を意味する。貯蔵弾性率（Ｅ′）は、材料を可逆的に変形させるために必要な応力を表し、Ｅ′が大きいと変形に要するエネルギーも大きいことを示すので、便宜的に「硬さ」の尺度とされる。各試料の貯蔵弾性率（Ｅ′）は、試料に正弦的応力を加えその歪や応力からの歪の位相遅れを検出する動的粘弾性測定によって求められる。完全弾性体では位相遅れは０であり、理想粘性体ではπ／２の位相遅れが生じる。粘弾性体である高分子の場合には、位相遅れがδだけ生じ、応力と歪の関係はベクトルで示される。この時、弾性率は複素数として表される。上記複素弾性率（Ｅ^＊）、貯蔵弾性率（Ｅ′）、損失弾性率（Ｅ″）の間には、次の関係が成り立つ。Ｅ^＊＝Ｅ′＋Ｅ″、Ｅ′＝Ｅ^＊ｃｏｓδ、Ｅ″＝Ｅ^＊ｓｉｎδ、ｔａｎδ＝Ｅ″／Ｅ′。
「テープ剥がれ」とは、加熱ツールを用いてチップ上に形成された金バンプに対しＣＯＦテープ（ポリイミド）上に形成されたリード（錫めっき）を加熱圧着する際に、加熱ツールにＣＯＦテープが付着して持ち上がりＡｕ−Ｓｎ共晶合金が形成する前にリードがバンプから剥離してしまう現象をいう。「テープ剥がれ」の原因は、上記したように、高温においてポリイミドの動的弾性率が急激に低下してポリイミドが加熱ツールに付着することである。
【００１４】
「接合ボイド不良」とは、錫めっきしたＣＯＦテープのリードをチップの金バンプに加熱圧着した際、バンプとリード間にボイド（空隙）が発生し、リードの接着強度（ピール強度）が低下する現象をいう。「接合ボイド不良」の原因は、動的弾性率が小さい従来のＣＯＦテープは加熱ツールに対して貼り付き易いので、バンプの金とリードにめっきされた錫との間で形成される金―錫の共晶が完全に形成される前に、加熱ツールと一緒にＣＯＦテープおよびリードが持ち上がることである。
【００１５】
「フィレット不良」とは、錫めっきしたＣＯＦテープのリードをチップの金バンプに加熱圧着した際、フィレット（溶融した金バンプ）がリード周辺に盛り上がらないで落ち込み、リードの接着強度（ピール強度）が低下する現象をいう。「フィレット不良」の原因は、動的弾性率が小さい従来のＣＯＦテープは加熱ツールに対して貼り付き易いので、バンプの金とリードにめっきされた錫との間で形成される金―錫の共晶が完全に形成される前に、加熱ツールと一緒にＣＯＦテープおよびリードが持ち上がり、それにより、フィレットがリードとバンプの隙間に引き込まれることである。
【００１６】
【実施例】
以下、添付図面等を参照しつつ、本発明の実施例を説明する。
【００１７】
実施例１．
表１は、本発明に従う実施例１のＣＯＦ用フィルムキャリアテープ（製造条件は後述する）および従来のＣＯＦ用フィルムキャリアテープ（従来例１、２）において、種々の加熱ツール温度での加熱ツールへのテープ付着を評価した実験結果を示す。
【００１８】
【表１】

表１から明らかなように、実施例１では４００℃までは加熱ツールに対する付着が生じないのに対し、従来例１、２では何れの場合も２７０℃以上で加熱ツールに対する付着が生じる。
【００１９】
ＣＯＦボンディングは一般的に３００℃〜４００℃の加熱ツール温度、典型的には３５０〜３７０℃の加熱ツール温度で行われるので、実施例１のＣＯＦ用フィルムキャリアテープは、ＣＯＦボンディングの実用的な加熱ツール温度範囲においてリードとバンプ間の接合不良が防止できる。
【００２０】
実施例１において、基材フィルム４ａの裏面に裏打ちされた裏打ちフィルム４ｃの動的弾性率は、図３に示すように、３００〜４００℃の加熱ツール温度において、１０．０〜１３．５ＧＰａと、常に５１０．０ＧＰａを上回っている。しかも、図３および図４に示されるように、３００〜４００℃の動的弾性率の温度プロファイルを比較した場合、本発明の実施例１（図３）では、従来例１、２（図４）のものより動的弾性率の低下傾向は著しく小さい。
【００２１】
実施例１のＣＯＦ用フィルムキャリアテープの製造方法（条件）は次の通りである。図１に示すように、厚さ３８μｍのカプトンＥＮ（商品名）およびユーピレックスＸＴ（商品名）と称されるポリイミドフィルムからなる基材フィルム４ａの裏面に、動的弾性率１３．５〜１０．０（３００〜４００℃）ＧＰａ、厚さ２５μｍのユーピレックスＳ（商品名、宇部興産（株）製）と称されるポリイミドフィルムからなる裏打ちフィルム４ｃを裏打ちしたテープをプラズマ表面処理した後、スパッタ処理によりクロム／ニッケル合金のシード層を付けた。このテープを銅めっき液に浸漬し金属膜を陰極として電解めっきで銅を８μｍめっきした後、エッチングにより銅リード４ｂ（配線パターンおよびリード）を形成し、さらに銅リード４ｂ上に無電解錫めっき（図示せず）を施し、所望のパターンのソルダーレジスト１０を形成し、ＣＯＦ用フィルムキャリアテープ４を作成した。
【００２２】
一方、従来例１、２のＣＯＦ用フィルムキャリアテープは、図６に示される構成材（基材フィルム４ａは実施例１と同一材料）を用いて、実施例１と同一方法で作成した。
【００２３】
このＣＯＦ用フィルムキャリアテープ４に、金バンプ６を形成したＩＣチップ７をボンディングした際の接合試験結果を表２に示す。ボンディング条件は、加熱ツール温度３５０℃、加熱ステージ温度４２５℃、接合時間１秒である。表２において、接合不良率（／１０Ｋｐｃｓ）は、各試料を１００００ピース作成した場合の接合不良の数と割合（（）内の％で示す）で示される。
【００２４】
【表２】

実施例１では加熱ツールへのテープ付着が全く無いので接合不良の数は０（０％）である。これに対して、従来例１では、加熱ツールへのテープ付着が起こり、接合不良の数がトータルで２Ｋｐｃｓ（＝２０００ピース）、割合が２０％である。また、従来例２では、加熱ツールへのテープ付着が起こり、接合不良の数がトータルで４Ｋｐｃｓ（＝４０００ピース）、割合が４０％である。
【００２５】
上記の通り、実施例１のＣＯＦ用フィルムキャリアテープでは、３００〜４００℃の加熱ツール温度において１０．０ＧＰａ以上の動的弾性率を示す裏打ちフィルム４ｃを有するため、ＣＯＦボンディングにおける接合不良が大幅に改善される。
【００２６】
実施例２．
本発明に従う実施例２では、実施例１のＣＯＦ用フィルムキャリアテープと同様の動的弾性率の温度プロファイル（図３）を有する裏打ちフィルム４ｃを用いた。
【００２７】
実施例２のＣＯＦ用フィルムキャリアテープの製造方法（条件）は次の通りである。図２に示すように、厚さ４０μｍのエスパネックス（商品名）およびユーピレックスＶＴ（商品名）と称されるポリイミドフィルムからなる基材フィルム４ａの表面に厚さ９μｍの銅箔（商品名Ｕ−ＳＬＰ及びＳＱ−ＶＬＰ）をキャスティング法で接合した後、基材フィルム４ａの裏面に、動的弾性率１３．５〜１０．０（３００〜４００℃）ＧＰａ、厚さ２５μｍのユーピレックスＳ（商品名）と称されるポリイミドフィルムからなる裏打ちフィルム４ｃを裏打ちしたテープを、エッチングにより銅リード４ｂ（配線パターンおよびリード）を形成し、さらに銅リード４ｂ上に無電解錫めっき（図示せず）を施し、所望のパターンのソルダーレジスト１０を形成し、ＣＯＦ用フィルムキャリアテープ４を作成した。
【００２８】
一方、従来例３のＣＯＦ用フィルムキャリアテープは、図６に示される構成材（基材フィルム４ａは実施例１と同一材料）を用いて、実施例２と同一方法で作成した。
【００２９】
このＣＯＦ用フィルムキャリアテープ４に、金バンプ６を形成したＩＣチップ７をボンディングした際の接合試験結果を表３に示す。ボンディング条件は、加熱ツール温度３５０℃、加熱ステージ温度４２５℃、接合時間１秒である。表３において、接合不良率（／１０Ｋｐｃｓ）は、各試料を１００００ピース作成した場合の接合不良の数と割合（（）内の％で示す）で示される。
【００３０】
【表３】

実施例２では加熱ツールへのテープ付着が全く無いので接合不良の数は０（０％）である。これに対して、従来例３では、加熱ツールへのテープ付着が起こり、接合不良の数がトータルで５Ｋｐｃｓ（＝５０００ピース）、割合が５０％である。
【００３１】
上記の通り、実施例２のＣＯＦ用フィルムキャリアテープでは、３００〜４００℃の加熱ツール温度において１０．０ＧＰａ以上の動的弾性率を示す裏打ちフィルム４ｃを有するため、ＣＯＦボンディングにおける接合不良が大幅に改善される。
【００３２】
上記の実施例１、２では、基材フィルム４ａの裏側全面に、裏打ちフィルム１０を接合する例を示したが、ボンディングは加熱ツールが接触するＣＯＦ用フィルムキャリアテープの中央部分で実施されるので、該テープの中央部分（リードに対応する部分）のみに裏打ちフィルム４ｃを接合しても良い。
【００３３】
また、上記の実施例１、２では、裏打ちフィルムが２５μｍの例を示したが、フィルム搬送性に鑑みて５０μｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【００３４】
【発明の効果】
上記の通り、本発明のＣＯＦ用フィルムキャリアテープでは、テープ状絶縁性フィルム上に所望の配線パターンが形成され、所定温度の加熱ツールを用いて半導体チップ上に形成されたバンプに配線パターンのリードを絶縁性フィルムを介して加熱圧着するＣＯＦボンディングに使用されるＣＯＦ用フィルムキャリアテープにおいて、絶縁性フィルムの裏面に、３００〜４００℃の加熱ツール温度において１０．０ＧＰａ以上の動的弾性率を有する裏打ちフィルムが接合されるようにしたため、ＣＯＦボンディングにおいて高い加熱ツール温度を用いて短時間で接合した場合でもリードとバンプ間の接合不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う実施例１のＣＯＦ用フィルムキャリアテープを示す断面図である。
【図２】本発明に従う実施例２のＣＯＦ用フィルムキャリアテープを示す断面図である。
【図３】本発明のＣＯＦ用フィルムキャリアテープの動的弾性率の温度プロファイルを示す。
【図４】従来のＣＯＦ用フィルムキャリアテープの動的弾性率の温度プロファイルを示す。
【図５】従来のＴＡＢ用フィルムキャリアテープを示す断面図である。
【図６】従来のＣＯＦ用フィルムキャリアテープを示す断面図である。
【図７】加熱ツールを加熱圧着した際のＣＯＦテープの熱変形を模式的に示す。
【図８】加熱ツールを加熱圧着した際のＣＯＦテープの加熱ツールへの付着を模式的に示す。
【符号の説明】
１：３層基板ＴＡＢテープ
２：デバイスホール
３：フライングリード
４：２層基板ＣＯＦテープ（ＣＯＦ用フィルムキャリアテープ）
４ａ：ポリイミドフィルム（基材フィルム）
４ｂ：銅リード
４ｃ：裏打ちフィルム
５：加熱ステージ
６：金バンプ
７：ＩＣチップ
８：ＣＣＤカメラ
９：加熱ツール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a film carrier tape for mounting a semiconductor chip to form a semiconductor package. In particular, the present invention relates to a COF (Chip on Film or Chip on Flex) film carrier tape which has no device holes and flying leads, and is formed in a state in which fine wiring (lead) made of copper foil is bonded to a polyimide tape material.
[0002]
[Prior art]
With the demand for miniaturization, thinning, and high definition of electronic devices, wiring of substrates on which electronic components such as ICs are mounted has been miniaturized. As a substrate having fine wiring, a TAB film carrier tape 1 shown in FIG. 5 is used. This tape 1 is provided with a device hole 2 in an IC mounting portion, and a flying lead in which an inner lead projects into the device hole 2. 3 is provided. As shown in FIG. 5, the bonding method of the TAB film carrier tape 1 is as follows. An IC chip 7 having a gold bump 6 formed thereon is set on a heating stage 5, and a flying lead 3 is tin-plated by a CCD camera 8. After aligning the gold bumps 6 with each other, Au-Sn eutectic bonding is performed by applying pressure for a predetermined time with a heating tool 9 at a predetermined temperature.
[0003]
However, if the wiring pitch of the inner leads is less than 40 μm, it becomes difficult to form the flying leads themselves, the lead pins are easily bent, and the connection with the IC becomes difficult. As one of the solutions, there is a package method called COF (Chip on Film or Chip on Flex). The COF method is particularly compact and lightweight, such as when a driver chip for driving a liquid crystal is directly mounted on leads on a polyimide substrate and connected to a liquid crystal panel. Valid when required.
[0004]
As shown in FIG. 6, the COF method uses a two-layer substrate material 4 in which a copper foil is bonded to a polyimide tape by a metallizing (plating) method or a casting method, and has no device holes and flying leads, and uses a copper foil. The fine wiring is formed in a state of being joined to the polyimide tape material. Accordingly, there is no deformation of the leads, and the copper foil is thin, so that ultrafine wiring with a pitch of 40 μm or less can be realized.
[0005]
In the COF bonding method, as shown in FIG. 6, an IC chip 7 on which a gold bump 6 is formed is set on a heating stage 5, and tin is applied by a CCD camera 8 via polyimide 4 a of a two-layer substrate COF tape 4. After the plated leads 4b and the gold bumps 6 are aligned, they are heated by a heating tool 9 at a predetermined temperature for a predetermined time to perform Au-Sn eutectic bonding. For this reason, the heating tool 9 does not become dirty. However, since the alignment recognizes the lead 4b via the polyimide, the polyimide is required to be thin and transparent. Usually, the thickness of the polyimide is 12.5, 20, 25, 38 μm.
[0006]
Further, in COF bonding, since heat bonding is performed via polyimide, the heat transfer of the heating tool 9 is hindered as compared with the case of TAB bonding. Therefore, to form the same Au-Sn eutectic, TAB bonding is required. It is necessary to increase the temperature of the heating tool 9 in comparison.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional COF bonding, since the temperature of the heating tool is increased, the COF tape may adhere to the heating tool and a bonding failure between the lead and the bump may occur.
[0008]
That is, in the conventional COF bonding, as shown in FIG. 7, the heating tool 9 sinks into the COF tape 4 due to thermal deformation and thermal shrinkage of the COF base material, and after the joining is completed, the pressure of the heating tool 9 is released. At this time, as shown in FIG. 8, the COF tape (polyimide) easily adheres to the heating tool 9, which results in poor bonding between the leads and the bumps. As a countermeasure, it is conceivable to lower the temperature of the heating tool 9 and lengthen the pressurizing time so as to provide heat necessary for generating the Au-Sn eutectic alloy. Is reduced.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide a film carrier tape for COF that can prevent poor bonding between leads and bumps even when bonding is performed in a short time by increasing the temperature of a heating tool in COF bonding.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and has a tape-shaped insulating material for preventing bonding defects between leads and bumps even when bonding is performed in a short time using a high heating tool temperature in COF bonding. COF used for COF bonding in which a desired wiring pattern is formed on a conductive film, and a lead of the wiring pattern is heated and pressure-bonded to a bump formed on a semiconductor chip through a insulating film using a heating tool at a predetermined temperature. A film carrier tape for COF, wherein a backing film having a dynamic elastic modulus of 10.0 GPa or more at a heating tool temperature of 300 to 400 ° C. is joined to the back surface of the insulating film. Things.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present inventor manufactured COF tapes using various polyimide materials, and investigated the state of tape adhesion to a heating tool using a pulse tool experimental device. As a result, it was found that the temperature at which the polyimide adheres to the heating tool differs depending on the type of polyimide. Investigation of the cause revealed that the dynamic elastic modulus differs depending on the type of polyimide, and that the temperature profile also differs. That is, at a heating tool temperature of 300 ° C. or higher, which is generally performed in COF bonding, the dynamic elastic modulus of the polyimide sharply decreases, and a polyimide having a dynamic elastic modulus of less than 10.0 GPa easily adheres to the heating tool. Become.
[0012]
Therefore, in the case of COF, if the material of polyimide is not selected, a phenomenon in which the leads are peeled off from the bumps in the bonding operation, that is, so-called "tape peeling" is likely to occur. Further, even if the lead and the bump are joined, a so-called “joint void defect” or “fillet defect” easily occurs at the joint portion, and there is a high possibility that a defective product that does not pass the reliability test is generated. Therefore, in the film carrier tape for COF of the present invention, a backing film having a dynamic elastic modulus of 10.0 GPa or more at a heating tool temperature of 300 to 400 ° C. is bonded to the back surface of the insulating film (base film). ing.
[0013]
Here, complex elastic modulus, storage elastic modulus, and loss elastic modulus are generally used as indices indicating the dynamic viscoelasticity of a sample. In the present invention, “dynamic elastic modulus” refers to the storage elasticity of these indices. Means rate. The storage modulus (E ') represents the stress required to reversibly deform a material, and a large E' indicates that a large amount of energy is required for deformation. Is done. The storage elastic modulus (E ') of each sample is determined by dynamic viscoelasticity measurement in which a sinusoidal stress is applied to the sample and its strain or a phase delay of the strain from the stress is detected. The phase delay is 0 in a perfect elastic body, and π / 2 occurs in an ideal viscous body. In the case of a polymer that is a viscoelastic body, a phase delay occurs by δ, and the relationship between stress and strain is represented by a vector. At this time, the elastic modulus is represented as a complex number. The following relationship holds among the complex elastic modulus (E ^* ), storage elastic modulus (E '), and loss elastic modulus (E "): E ^* = E' + E", E '= E ^* cosδ, E ″ = E ^* sin δ, tan δ = E ″ / E ′.
“Tape peeling” means that when a lead (tin plating) formed on a COF tape (polyimide) is thermocompression bonded to a gold bump formed on a chip using a heating tool, the COF tape is applied to the heating tool. It refers to a phenomenon in which leads are peeled off from bumps before they are attached and lifted to form an Au-Sn eutectic alloy. As described above, the cause of the "tape peeling" is that the dynamic elastic modulus of the polyimide sharply decreases at a high temperature and the polyimide adheres to the heating tool.
[0014]
"Joining void defect" means that when a lead of a tin-plated COF tape is hot-pressed to a gold bump of a chip, a void (void) is generated between the bump and the lead, and the bonding strength (peel strength) of the lead is reduced. A phenomenon. The cause of the "joint void defect" is that a conventional COF tape having a small dynamic elasticity easily sticks to a heating tool, and thus gold-tin formed between the gold of the bump and the tin plated on the lead. The COF tape and leads are lifted with the heating tool before the eutectic is completely formed.
[0015]
"Fillet failure" means that when a lead of a tin-plated COF tape is heated and pressed against a gold bump of a chip, the fillet (melted gold bump) falls without rising around the lead, and the bonding strength (peel strength) of the lead is reduced. A phenomenon that decreases. The cause of the “fillet failure” is that the conventional COF tape having a small dynamic elasticity easily sticks to the heating tool, so that the gold-tin formed between the gold of the bump and the tin plated on the lead is used. Before the eutectic is completely formed, the COF tape and leads are lifted with the heating tool, thereby drawing the fillets into the lead-bump gap.
[0016]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings and the like.
[0017]
Embodiment 1 FIG.
Table 1 shows that, in the film carrier tape for COF of Example 1 (manufacturing conditions are described later) and the conventional film carrier tape for COF (conventional examples 1 and 2) according to the present invention, the heating tool at various heating tool temperatures was used. 4 shows the results of an experiment for evaluating the adhesion of the tape to the tape.
[0018]
[Table 1]

As is clear from Table 1, in Example 1, adhesion to the heating tool does not occur up to 400 ° C., whereas in Conventional Examples 1 and 2, in both cases, adhesion to the heating tool occurs at 270 ° C. or higher.
[0019]
Since COF bonding is generally performed at a heating tool temperature of 300 ° C. to 400 ° C., typically 350 to 370 ° C., the film carrier tape for COF of Example 1 is practically used for COF bonding. In the heating tool temperature range, bonding failure between the lead and the bump can be prevented.
[0020]
In Example 1, the dynamic elastic modulus of the backing film 4c lined on the back surface of the base film 4a was 10.0 to 13.5 GPa at a heating tool temperature of 300 to 400 ° C. as shown in FIG. , Always exceeds 510.0 GPa. Moreover, as shown in FIGS. 3 and 4, when comparing the temperature profiles of the dynamic elastic modulus of 300 to 400 ° C., in Example 1 (FIG. 3) of the present invention, the conventional examples 1 and 2 (FIG. The tendency of the dynamic elastic modulus to decrease is significantly smaller than that of the method (1).
[0021]
The manufacturing method (conditions) of the film carrier tape for COF of Example 1 is as follows. As shown in FIG. 1, a dynamic elastic modulus of 13.5 to 10.3 is provided on the back surface of a base film 4a made of a polyimide film called Kapton EN (trade name) and Upilex XT (trade name) having a thickness of 38 μm. 0 (300 to 400 ° C.) GPa, 25 μm thick, a tape backing a polyimide film backing film 4c called Upilex S (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd.), after plasma surface treatment, followed by sputtering treatment To form a chromium / nickel alloy seed layer. This tape is immersed in a copper plating solution, copper is plated by 8 μm by electrolytic plating using the metal film as a cathode, copper leads 4b (wiring patterns and leads) are formed by etching, and then electroless tin plating ( (Not shown), a solder resist 10 having a desired pattern was formed, and a film carrier tape 4 for COF was formed.
[0022]
On the other hand, the film carrier tapes for COF of Conventional Examples 1 and 2 were produced by the same method as in Example 1 using the constituent material shown in FIG. 6 (the base film 4a was the same material as in Example 1).
[0023]
Table 2 shows the bonding test results when the IC chip 7 on which the gold bumps 6 are formed is bonded to the COF film carrier tape 4. The bonding conditions are a heating tool temperature of 350 ° C., a heating stage temperature of 425 ° C., and a bonding time of 1 second. In Table 2, the bonding failure rate (/ 10 Kpcs) is indicated by the number and ratio (indicated by% in parentheses) of bonding failures when 10,000 pieces of each sample were prepared.
[0024]
[Table 2]

In the first embodiment, the number of bonding failures is 0 (0%) because no tape is attached to the heating tool. On the other hand, in the conventional example 1, the tape adheres to the heating tool, the number of bonding defects is 2 Kpcs (= 2000 pieces) in total, and the ratio is 20%. In the conventional example 2, the tape adheres to the heating tool, and the total number of bonding defects is 4 Kpcs (= 4000 pieces) and the ratio is 40%.
[0025]
As described above, since the COF film carrier tape of Example 1 has the backing film 4c exhibiting a dynamic elastic modulus of 10.0 GPa or more at a heating tool temperature of 300 to 400 ° C., bonding failure in COF bonding is significantly reduced. Be improved.
[0026]
Embodiment 2. FIG.
In Example 2 according to the present invention, a backing film 4c having a temperature profile of dynamic elasticity similar to that of the film carrier tape for COF of Example 1 (FIG. 3) was used.
[0027]
The method (conditions) for producing the film carrier tape for COF of Example 2 is as follows. As shown in FIG. 2, a 9 μm thick copper foil (trade name U-) is formed on a surface of a base film 4 a made of a polyimide film called ESPANEX (trade name) and Upilex VT (trade name) having a thickness of 40 μm. After bonding SLP and SQ-VLP) by the casting method, UPILEX S (trade name) having a dynamic elastic modulus of 13.5 to 10.0 (300 to 400 ° C.) GPa and a thickness of 25 μm is provided on the back surface of the base film 4a. ), A copper line 4b (wiring pattern and lead) is formed by etching a tape backing a liner film 4c made of a polyimide film, and electroless tin plating (not shown) is performed on the copper lead 4b. Then, a solder resist 10 having a desired pattern was formed, and a film carrier tape 4 for COF was formed.
[0028]
On the other hand, the film carrier tape for COF of Conventional Example 3 was produced in the same manner as in Example 2 using the constituent materials shown in FIG. 6 (the base film 4a is the same material as in Example 1).
[0029]
Table 3 shows the bonding test results when bonding the IC chip 7 on which the gold bumps 6 were formed to the COF film carrier tape 4. The bonding conditions are a heating tool temperature of 350 ° C., a heating stage temperature of 425 ° C., and a bonding time of 1 second. In Table 3, the joint failure rate (/ 10 Kpcs) is indicated by the number and ratio of joint failures (indicated by% in parentheses) when 10,000 pieces of each sample were prepared.
[0030]
[Table 3]

In Example 2, the number of bonding defects was 0 (0%) because there was no tape adhesion to the heating tool. On the other hand, in Conventional Example 3, the adhesion of the tape to the heating tool occurs, the total number of bonding defects is 5 Kpcs (= 5000 pieces), and the ratio is 50%.
[0031]
As described above, the COF film carrier tape of Example 2 has the backing film 4c exhibiting a dynamic elastic modulus of 10.0 GPa or more at a heating tool temperature of 300 to 400 ° C., so that bonding defects in COF bonding are significantly reduced. Be improved.
[0032]
In

Embodiments

1 and 2 described above, the example in which the backing film 10 is bonded to the entire back side of the base film 4a is described. However, since the bonding is performed at the central portion of the COF film carrier tape with which the heating tool contacts. Alternatively, the backing film 4c may be bonded only to the central portion (the portion corresponding to the lead) of the tape.
[0033]
Further, in Examples 1 and 2 described above, the example in which the backing film is 25 μm is shown. However, it is preferable that the backing film has a thickness of 50 μm or less in view of film transportability.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, in the film carrier tape for COF of the present invention, a desired wiring pattern is formed on the tape-like insulating film, and the lead of the wiring pattern is formed on the bump formed on the semiconductor chip by using a heating tool at a predetermined temperature. In a COF film carrier tape used for COF bonding in which heat-pressing is performed via an insulating film, the back surface of the insulating film has a dynamic elastic modulus of 10.0 GPa or more at a heating tool temperature of 300 to 400 ° C. Since the backing film is bonded, it is possible to prevent poor bonding between the lead and the bump even when bonding is performed in a short time using a high heating tool temperature in COF bonding.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a film carrier tape for COF of Example 1 according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a film carrier tape for COF of Example 2 according to the present invention.
FIG. 3 shows a temperature profile of a dynamic elastic modulus of the film carrier tape for COF of the present invention.
FIG. 4 shows a temperature profile of a dynamic elastic modulus of a conventional film carrier tape for COF.
FIG. 5 is a sectional view showing a conventional TAB film carrier tape.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional film carrier tape for COF.
FIG. 7 schematically shows thermal deformation of a COF tape when a heating tool is thermocompression-bonded.
FIG. 8 schematically shows adhesion of a COF tape to a heating tool when the heating tool is thermocompression-bonded.
[Explanation of symbols]
1: Three-layer substrate TAB tape 2: Device hole 3: Flying lead 4: Two-layer substrate COF tape (COF film carrier tape)
4a: Polyimide film (base film)
4b: Copper lead 4c: Backing film 5: Heating stage 6: Gold bump 7: IC chip 8: CCD camera 9: Heating tool

Claims

COF bonding in which a desired wiring pattern is formed on a tape-like insulating film, and a lead of the wiring pattern is thermocompression-bonded to a bump formed on the semiconductor chip using a heating tool at a predetermined temperature via the insulating film. In the film carrier tape for COF used in (1), a backing film having a dynamic elastic modulus of 10.0 GPa or more at a temperature of the heating tool of 300 to 400 ° C. is bonded to a back surface of the insulating film. COF film carrier tape.

2. The film carrier tape for COF according to claim 1, wherein the backing film is bonded to the entire surface or a part of the back surface of the insulating film.

The film carrier tape for COF according to claim 1, wherein the backing film has a thickness of 25 to 50 µm.

The COF film carrier tape according to claim 1, wherein the backing film comprises polyimide.