JP2005203500A - Ｂｇａテープキャリア打抜き用金型及びｂｇａテープキャリアの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 金型製作に有利なＢＧＡテープキャリア打抜き用金型及びＢＧＡテープキャリアの製造方法を提供する。
【解決手段】 絶縁基板１上の縦横それぞれに所定間隔で整列する格子点のうちの任意の複数箇所にビア穴４を打ち抜くために、上記絶縁基板１に臨ませた打抜き部材６の表面に、上記絶縁基板１の全幅方向の縦列１列分又は２列分のビア穴に対応する箇所より多数突き出した柱状のパンチ７を形成したので、金型を安価に製作できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体チップを搭載するためのＢＧＡテープキャリアに係り、金型製作に有利なＢＧＡテープキャリア打抜き用金型及びＢＧＡテープキャリアの製造方法に関する。

図３に、半導体チップを搭載したＢＧＡテープキャリア（ＢＧＡ用ＴＡＢテープ或いはＴＡＢテープともいう）の断面を示す。ＴＡＢテープは、テープ状の接着剤３１を貼り付けたポリイミドテープ３２上に、その接着剤３１を介して熱と圧力により接着した銅箔等の導体をエッチングすることにより形成された電気配線３３を具備する。ポリイミドテープ３２と接着剤３１には金型パンチ若しくはレーザビームにより打ち抜かれたビアホール（ビア穴ともいう）３４が形成される。このビアホール３４にはハンダボール（図示せず）が接着され、このハンダボールによって図示しない電気配線板上にＴＡＢテープが実装されて半導体装置が構成される。

ＴＡＢテープ上には、半導体チップ３５がＡｇペースト又は接着剤テープにより固定して搭載される。半導体チップ３５のピン３６は、Ａｕワイヤ３７によりＴＡＢテープ上の銅箔等の導体からなるワイヤボンディングパッド３８に電気的に接続される。ワイヤボンディングパッド３８は、電気配線３３により、図示しないハンダボールを接着するハンダボールランド３９と電気的に接続される。ワイヤボンディングパッド３８は、Ａｕワイヤ３７が接続されるので、ＡｕとＮｉによりメッキされる。

このように、ＢＧＡ用ＴＡＢテープは、半導体チップ搭載後のＴＡＢテープと電気配線板とを接続するために、ＴＡＢテープにビアホール３４を設け、このビアホール３４にハンダボールを接着することにより、ＴＡＢテープ上に搭載された半導体チップ３５と電気配線板との電気的導通を図っている。

ポリイミドテープ等の片面にテープ状の接着剤を貼り付けたものからなる絶縁基板にビアホールを形成する方法として、例えば、ビア穴形成用の打抜き金型を用いる方法がある。ビア穴形成用の打抜き金型は、図４に示されるように、絶縁基板４１に臨む平面を有する打抜き部材４２に、この平面より突き出した柱状のパンチ４３を設け、この打抜き部材４２に対向して絶縁基板４１に反対側から臨ませた受け側打抜き部材４４には、パンチ４３を受け入れ可能な開口部４５を形成したものである。パンチ４３は、図示左右方向（絶縁基板４１の幅方向）に所定の間隔をおいて複数個設けられている。この列を縦列と呼ぶことにする。パンチ４３は、紙面に直交する方向（絶縁基板４１の長手方向）にも所定の間隔をおいて複数個設けられている。この列を横列と呼ぶことにする。つまり、打抜き部材４２には縦横それぞれに所定間隔で整列したパンチ４３が設けられている。同様に受け側打抜き部材４４にも縦横それぞれに所定間隔で整列した開口部４５が設けられている。

受け側打抜き部材４５は、打抜き部材４２に臨む面と平行な面で２つに分割されており、一方を固定部材４６、他方を基礎部材４７と呼ぶことにする。固定部材４６と基礎部材４７が同じ配置で開口部４５を有するのは勿論である。固定部材４６の開口部をガイド用開口部４８と呼ぶ。絶縁基板４１は固定部材４６と基礎部材４７との間に挟むことによって固定される。

これら打抜き部材４２及び受け側打抜き部材（固定部材４６、基礎部材４７）４４は、パンチ４３、開口部４５、ガイド用開口部４８の配置及び径寸法が高精度に成型された鋳物の金型である。

図４では、既に絶縁基板４１が固定部材４６と基礎部材４７との間に固定され、ガイド用開口部４８にはパンチ４３の先端が挿入されている。この後、打抜き部材４２を所定の速さで絶縁基板４１の方へ下降させると、図５のように、パンチ４３と開口部４５の角部（エッジ）との間にかかる圧力で絶縁基板４１が押し切られ、打ち抜きカス４９が開口部４５の奥へ押し込まれる。その後、打抜き部材４２を上昇させてパンチ４３をガイド用開口部４８の外へ排出し、固定部材４６を取り去って絶縁基板を取り出すと、図６に示したような複数のビア穴が形成された絶縁基板を得ることができる。

図６（ａ），（ｂ）に示されるように、 絶縁基板６１上の縦横それぞれに所定間隔で整列する格子点にビア穴６２が打ち抜かれている。これらのビア穴６２のうち、一点鎖線で囲った１群が１個の半導体チップに対応している（これを製品ユニット６３と呼ぶ）。１群のビア穴群と他のビア穴群との間にはマージン領域６４が形成されている。絶縁基板６１は所定幅（図示上下方向）で長尺（図示左右方向）のテープ状に形成され、幅方向両縁にはスプロケットホール６５が設けられ、このスプロケットホール６５を利用して図示しない絶縁基板搬送装置により長手方向に搬送するようになっている。また、絶縁基板６１は、幅方向に複数箇所の半導体チップに対応したビア穴群を形成できる幅を有する。図４に示した金型は図示しない金型搬送装置により絶縁基板６１の幅方向に搬送するようになっている。これにより、長尺の絶縁基板６１の長手方向及び幅方向に製品ユニット６３の１列ピッチ分だけ移動してビア穴群（製品ユニット６３）を次々と形成していくことができる。

特開２００２−２３９９９１号公報

背景技術では、１個の半導体チップ分のビア穴群に対応したパンチ及び開口部を持つ金型によりプレス加工を行っている。従って、金型においてはパンチ及び開口部を完成品におけるビア穴配置に基づいて金型を製作する必要がある。このため、異なるビア穴配置を有する絶縁基板の品種毎に金型を設計製作する必要があり、品種が多様になると金型コストの増大に繋がる。

また、近年の半導体チップの多ピン化及びチップサイズの縮小化に伴い、同一面積内でのビア穴個数が増大しているため、金型においてもパンチ及び開口部の数（密度）が増えると共に径が小さくなる傾向にある。これにより、金型コストの増大に加えて、プレス加工時のパンチの折れなどによる金型損傷が生じやすくなっている。

また、背景技術では、１個の半導体チップ分のビア穴群を持つ金型によりプレス加工を行っているので、絶縁基板の幅方向に複数箇所の半導体チップに対応したビア穴群を形成するためには、金型を絶縁基板の幅方向に搬送する必要があり、プレス加工の作業効率が良くない。

また、詳しくは後述するが、１個の半導体チップ分のビア穴群からなる製品ユニット６３の領域の中にはビア穴を形成しない非開口領域を設けることがある。この場合、ビア穴群の全体的サイズとビア穴ピッチ・ビア穴径が同じでも、非開口領域を設けるか否か、或いは非開口領域の大きさにより、異なる金型を製作する必要がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、金型を安価に製作できると共にプレス加工の作業効率を向上させるＢＧＡテープキャリア打抜き用金型及びＢＧＡテープキャリアの製造方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、１つの金型で複数品種に対応できるＢＧＡテープキャリア打抜き用金型及びＢＧＡテープキャリアの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の金型は、絶縁基板上の縦横それぞれに所定間隔で整列する格子点のうちの任意の複数箇所にビア穴を打ち抜くために、上記絶縁基板に臨ませた打抜き部材の表面に、上記絶縁基板の全幅方向の縦列１列分又は２列分のビア穴に対応する箇所より多数突き出した柱状のパンチを形成したものである。

どの縦列にもビア穴を打ち抜く横列に対応する箇所には前記打抜き部材の表面から所定の高さ突き出した第１のパンチを形成し、ビア穴を打ち抜かない縦列を含む横列に対応する箇所には前記打抜き部材の表面からの突き出しの高さが第１のパンチよりも低い第２のパンチを形成してもよい。

第１のパンチと第２のパンチとの高さの差は上記絶縁基板の厚さより大きくてもよい。

上記打抜き部材に対向して上記絶縁基板に反対側から臨ませた受け側打抜き部材には、各格子点に上記パンチを受け入れ可能な開口部を形成し、縦列１列毎又は２列毎に開口部の穴径を異ならせてもよい。

上記打抜き部材に対向して上記絶縁基板に反対側から臨ませた受け側打抜き部材には、上記パンチを受け入れ可能な開口部を形成し、縦列１列毎又は２列毎に開口部を形成する縦方向のピッチを異ならせてもよい。

また、本発明の方法は、絶縁基板上の縦横それぞれに所定間隔で整列する格子点のうちの任意の複数箇所にビア穴を打ち抜く際に、上記打抜き部材を上記絶縁基板に向けて下降させて上記絶縁基板の全幅方向の縦列１列分又は２列分のビア穴を打ち抜いた後、上記打抜き部材と上記絶縁基板とを横方向に所定ピッチ相対移動させて次のビア穴を打ち抜くものである。

また、本発明の別の方法は、所定幅で長尺のテープ状に形成された絶縁基板に対し、縦横それぞれに所定間隔で整列する格子点のうちの任意の複数箇所にビア穴を配したビア穴群を絶縁基板の長手方向及び幅方向に所定間隔で複数群打ち抜く際に、上記打抜き部材の縦列を絶縁基板の全幅に亘り形成しておき、複数のビア穴群の縦列１列分又は２列分のビア穴を同時に打ち抜いた後、上記打抜き部材と上記絶縁基板とを横方向に所定ピッチ相対移動させて次のビア穴を打ち抜くものである。

また、本発明の別の方法は、絶縁基板上の縦横それぞれに所定間隔で整列する格子点のうちの任意の複数箇所にビア穴を打ち抜く際に、ある縦列を打ち抜くときには請求項２又は３記載の打抜き部材を上記絶縁基板に向けて第２のパンチが上記絶縁基板を打ち抜くのに十分な距離下降させて第１及び第２のパンチでビア穴を打ち抜き、別の縦列を打ち抜くときには上記打抜き部材を上記絶縁基板に向けて第２のパンチが上記絶縁基板に届かない距離だけ下降させて第１のパンチでのみビア穴を打ち抜くものである。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）請求項１，６の発明によれば、１個の製品ユニット製造に必要なパンチの個数が少ないので金型製作費用が少なくてよい。

（２）請求項２，８の発明によれば、非開口領域を設けるか否かには関わらず、同じ金型を使用することができ、金型製作費用が節約できる。

（３）請求項７の発明によれば、複数個の製品ユニットを同時に加工でき、作業効率が向上する。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１（ａ）に本発明に係る金型の打抜き部材を示し、図１（ｂ）に絶縁基板を示す。絶縁基板１は、ポリイミド等の絶縁素材を所定幅（図示上下方向）で長尺（図示左右方向）のテープ状に形成した材料の片面にテープ状の接着剤を貼り付けたものからなる。この絶縁基板１は、その幅方向両縁にスプロケットホール２が設けられ、このスプロケットホール２を利用して図示しない絶縁基板搬送装置により長手方向に搬送するようになっている。また、絶縁基板１は、幅方向に複数箇所の半導体チップに対応したビア穴群（これを製品ユニットと呼ぶ）３を形成できる幅を有する。図１（ｂ）では、説明を分かりやすくするために、既にビア穴が打ち抜かれたものを示してある。図示のように、絶縁基板１上の縦横（縦は幅方向、横は長手方向に相当）それぞれに所定間隔で整列する格子点にビア穴４が打ち抜かれている。これらのビア穴４のうち、ここでは縦横８列分のビア穴の１群が１個の半導体チップに対応して製品ユニット３を構成している。１群のビア穴群と他のビア穴群との間にはマージン領域５が形成されている。

一方、上記のビア穴を打ち抜くための金型のうちの打抜き部材６は、絶縁基板１の表面に臨ませた打抜き部材６の表面に、絶縁基板１の幅方向全てのビア穴群について共通する縦列１列分のビア穴に対応する箇所より突き出した柱状のパンチ７を形成したものである。

受け側打抜き部材については特に説明しないが、少なくとも打抜き部材の全てのパンチに対向した開口部が形成されるのは言うまでもない。

プレス加工は次のように行われる。

まず最初に絶縁基板１の搬送方向（打抜き部材を移動させてもよい）の先頭の縦列１列（破線Ｐ１で囲んで示す）にパンチ７の位置を合わせ、打抜き部材６を絶縁基板１に向けて下降させると、当該１列分のビア穴４を打ち抜くことができる。打抜き部材６を上昇させた後、絶縁基板１を搬送方向（横方向）にビア穴ピッチ分移動させ、次の縦列１列のビア穴を打ち抜く。この繰り返しにより、図示したビア穴４が全て打ち抜かれていく。この例では、１個の半導体チップ分のビア穴群（製品ユニット３）が縦列８列のビア穴４で構成されているので、８回の繰り返しで２個の製品ユニットが完成する。

背景技術では、１個の製品ユニットに相当する金型を用いていたので、図１の例ならば打抜き部材に８×８＝６４個のパンチを形成しており、そのうち１個でもパンチが損傷すると新しく金型を製作する必要があり多額の金型製作費用が発生したが、本実施の形態ではパンチの個数が少ないので金型製作費用が少なくてよい。

また、背景技術では、１個の製品ユニットに相当する金型を用いていたので、打抜き部材を絶縁基板の幅方向に移動させる必要があり、プレス加工の作業効率がよくなかったが、本実施の形態では、打抜き部材の縦列を絶縁基板の全幅に亘り形成したので、打抜き部材を絶縁基板の幅方向に移動させずとも同時に複数個の製品ユニットを加工でき、作業効率が向上する。

なお、打抜き部材６に形成するパンチ７は、縦列１列分ではなく縦列２列分のビア穴に対応する箇所に設けてもよい。この場合、１個の製品ユニットにおける縦列の本数は２の整数倍となる。

次の実施形態を図２により説明する。

図２（ｂ）に示した絶縁基板２１は、図１（ｂ）に示した絶縁基板１と異なり、１個の半導体チップ分のビア穴群（製品ユニット２３）の中にビア穴２４を形成しない非開口領域２８が設けてある。即ち、縦横それぞれに所定間隔で整列する格子点の全てではなく、格子点のうちの任意の複数箇所にビア穴２４を打ち抜いたものである。破線Ｐ２で囲った縦列に注目すると、ビア穴２４を打ち抜く横列と打ち抜かない横列がある。破線Ｐ２で囲った縦列の左隣の縦列では全ての横列についてビア穴を打ち抜くことになる。図示左右方向に延びた複数の横列に着目すると、どの縦列にもビア穴を打ち抜く横列と、ビア穴を打ち抜く縦列もあるがビア穴を打ち抜かない縦列をも含んでいる横列とが存在する。

図２（ａ）に示されるように、図２（ｂ）の絶縁基板２１を打ち抜くための打抜き部材２６は、どの縦列にもビア穴を打ち抜く横列に対応する箇所においては、打抜き部材２６の表面から所定の高さ突き出した第１のパンチ２７を形成し、ビア穴を打ち抜かない縦列を含む横列に対応する箇所には打抜き部材２６の表面からの突き出しの高さが第１のパンチ２７よりも低い第２のパンチ２９を形成したものである。第１のパンチ２７の高さをｈ１、第２のパンチ２９の高さをｈ２、両者の差をｄとする。この差ｄは、絶縁基板２１の厚さより大きい。これら２種類のパンチの配列は、絶縁基板２１の上辺に対応する一端から順に、第１のパンチ、第１のパンチ、第２のパンチ、第２のパンチ、第２のパンチ、第２のパンチ、第１のパンチ、第１のパンチとなっている。

プレス加工は次のように行われる。

絶縁基板２１の搬送方向の先頭の縦列及び２列目の縦列の加工においては、打抜き部材２６を絶縁基板２１に向けて下降させるとき、第２のパンチ２９が絶縁基板２１を打ち抜くのに十分な距離下降させる。これにより、第１及び第２のパンチが共にビア穴２４を打ち抜くことになる。破線Ｐ２で囲った３列目の縦列の加工においては、打抜き部材２６を第２のパンチ２９が絶縁基板２１に届かない距離だけ下降させる。よって、第１のパンチ２７のみがビア穴２４を打ち抜き、第２のパンチ２９のところにはビア穴は打ち抜かれない。この動作を６列目の縦列の加工まで繰り返し、７列目、８列目は先頭の縦列のときと同じにする。これにより、非開口領域２８を有する２個の製品ユニットが完成する。

ここで、もし非開口領域を持たない図１（ｂ）のような製品ユニットを生産したいときには、全ての縦列のプレス加工において第２のパンチ２９が絶縁基板２１を打ち抜くのに十分な距離下降させるようにすればよい。つまり、金型を変更する必要はない。

背景技術では、非開口領域の有無により別々の金型を使用することになるが、本実施の形態では、ビア穴群の全体的サイズとビア穴ピッチ・ビア穴径が同じであれば、非開口領域を設けるか否には関わらず、同じ金型を使用することができ、金型製作費用が節約できる。パンチの高さを２段階ではなく、３段階以上とし、打抜き部材を下降させる距離も同様に３段階以上にすれば、非開口領域の大きさが異なる製品ユニットにも対応することができる。

上記２つの実施形態では、絶縁基板としてポリイミドテープを考えたが、ポリイミドテープ以外にも例えばカプトンテープのようなＴＡＢテープ好適材料に適用できる。

スプロケットホールは予め形成されているものとしたが、ビア穴と同時にプレス成形してもよい。

ビア穴のピッチは同じであっても径が異なる品種を製造したいときには、そのビア穴径にパンチの径を合わせた打抜き部材を用意しなければならない。しかし、受け側打抜き部材については、縦横全ての格子点に開口部を形成し、打抜き部材の縦列数に合わせて縦列１列毎又は２列毎に開口部の穴径を異ならせておく。つまり、パンチの径の違いに合わせそれぞれの径のパンチを受け入れ可能な開口部を縦列１列毎又は２列毎に形成しておけば、プレス加工を実施する位置を横方向にずらすことにより、パンチと開口部とが適合する。これにより、１個の受け側打抜き部材がより多品種に使用できる。

ビア穴のピッチが異なる品種を製造したいときには、そのビア穴ピッチにパンチのピッチを合わせた打抜き部材を用意しなければならない。しかし、受け側打抜き部材については、打抜き部材の縦列数に合わせて縦列１列毎又は２列毎に開口部を形成する縦方向のピッチを異ならせておく。プレス加工を実施する位置を横方向にずらすことにより、パンチピッチと開口部ピッチとが適合する。これにより、１個の受け側打抜き部材がより多品種に使用できる。

ＢＧＡテープキャリアは薄型化及びファインピッチ化が可能であるという利点があるにもかかわらず、多品種量産のためには多くの金型が必要であることから、リジッド基板が大勢を占めていた。本発明の採用により金型製作が安価になることから、ＢＧＡテープキャリアの利用が促進される。

本発明の一実施形態を示す図であり、（ａ）は打抜き部材の横面図、（ｂ）は絶縁基板の平面図である。 本発明の一実施形態を示す図であり、（ａ）は打抜き部材の横面図、（ｂ）は絶縁基板の平面図である。 導体チップを搭載したＢＧＡテープキャリアの断面図である。 金型の断面図である。 金型（プレス加工実行時）の断面図である。 背景技術における絶縁基板の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ’断面図である。

符号の説明

１，２１ 絶縁基板
３，２３ 製品ユニット
４，２４ ビア穴
６，２６ 打抜き部材
７ パンチ
２７ 第１のパンチ
２９ 第２のパンチ

Claims (8)

1. 絶縁基板上の縦横それぞれに所定間隔で整列する格子点のうちの任意の複数箇所にビア穴を打ち抜くために、上記絶縁基板に臨ませた打抜き部材の表面に、上記絶縁基板の全幅方向の縦列１列分又は２列分のビア穴に対応する箇所より多数突き出した柱状のパンチを形成したことを特徴とするＢＧＡテープキャリア打抜き用金型。
2. どの縦列にもビア穴を打ち抜く横列に対応する箇所には前記打抜き部材の表面から所定の高さ突き出した第１のパンチを形成し、ビア穴を打ち抜かない縦列を含む横列に対応する箇所には前記打抜き部材の表面からの突き出しの高さが第１のパンチよりも低い第２のパンチを形成したことを特徴とする請求項１記載のＢＧＡテープキャリア打抜き用金型。
3. 第１のパンチと第２のパンチとの高さの差は上記絶縁基板の厚さより大きいことを特徴とする請求項２記載のＢＧＡテープキャリア打抜き用金型。
4. 上記打抜き部材に対向して上記絶縁基板に反対側から臨ませた受け側打抜き部材には、各格子点に上記パンチを受け入れ可能な開口部を形成し、縦列１列毎又は２列毎に開口部の穴径を異ならせたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のＢＧＡテープキャリア打抜き用金型。
5. 上記打抜き部材に対向して上記絶縁基板に反対側から臨ませた受け側打抜き部材には、上記パンチを受け入れ可能な開口部を形成し、縦列１列毎又は２列毎に開口部を形成する縦方向のピッチを異ならせたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のＢＧＡテープキャリア打抜き用金型。
6. 絶縁基板上の縦横それぞれに所定間隔で整列する格子点のうちの任意の複数箇所にビア穴を打ち抜く際に、請求項１〜３いずれか記載の打抜き部材を上記絶縁基板に向けて下降させて上記絶縁基板の全幅方向の縦列１列分又は２列分のビア穴を打ち抜いた後、上記打抜き部材と上記絶縁基板とを横方向に所定ピッチ相対移動させて次のビア穴を打ち抜くことを特徴とするＢＧＡテープキャリアの製造方法。
7. 所定幅で長尺のテープ状に形成された絶縁基板に対し、縦横それぞれに所定間隔で整列する格子点のうちの任意の複数箇所にビア穴を配したビア穴群を絶縁基板の長手方向及び幅方向に所定間隔で複数群打ち抜く際に、請求項１〜３いずれか記載の打抜き部材の縦列を絶縁基板の全幅に亘り形成しておき、複数のビア穴群の縦列１列分又は２列分のビア穴を同時に打ち抜いた後、上記打抜き部材と上記絶縁基板とを横方向に所定ピッチ相対移動させて次のビア穴を打ち抜くことを特徴とするＢＧＡテープキャリアの製造方法。
8. 絶縁基板上の縦横それぞれに所定間隔で整列する格子点のうちの任意の複数箇所にビア穴を打ち抜く際に、ある縦列を打ち抜くときには請求項２又は３記載の打抜き部材を上記絶縁基板に向けて第２のパンチが上記絶縁基板を打ち抜くのに十分な距離下降させて第１及び第２のパンチでビア穴を打ち抜き、別の縦列を打ち抜くときには上記打抜き部材を上記絶縁基板に向けて第２のパンチが上記絶縁基板に届かない距離だけ下降させて第１のパンチでのみビア穴を打ち抜くことを特徴とするＢＧＡテープキャリアの製造方法。
   

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