JP2012089656A - Tape carrier for semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばμBGA用TABテープのような、薄くて微細なフライングリード部(インナーリード部)の折曲げを伴う半導体装置用テープキャリア及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a tape carrier for a semiconductor device that involves bending of a thin and fine flying lead portion (inner lead portion) such as a TAB tape for μBGA, and a method for manufacturing the same.
実装パッケージの超小型・薄型化を実現可能な実装形態の一つとして、はんだボールを外部接続用端子として用いてプリント配線板上に実装されるBGA型パッケージが知られている。BGA型パッケージは、一つの実装パッケージにおける平面部全面にはんだボールを配列形成することができるので、その平面部全面でプリント配線板との電気的接続が可能である。これにより、BGA型パッケージ構造は、端子間(リード間)のピッチを狭小化することなく多ピン化に対応することができるという、実装パッケージの超小型・薄型化に対応可能な優れた特長を有している。このようなBGA型の実装パッケージにおいては、機械的な構造を実質的に(材料力学的に)支える基材である絶縁性基板として、適度な機械的強度および熱的強度を有しつつ薄型化が可能なTABテープが好適に用いられる。 A BGA type package that is mounted on a printed wiring board using a solder ball as an external connection terminal is known as one of the mounting forms that can realize an ultra-small and thin mounting package. In the BGA type package, solder balls can be arranged on the entire surface of the flat surface of one mounting package, so that electrical connection with the printed wiring board is possible on the entire surface of the flat surface. As a result, the BGA type package structure has the outstanding feature that it can cope with the increase in the number of pins without narrowing the pitch between terminals (between leads), which can accommodate the ultra-small and thin mounting package. Have. In such a BGA type mounting package, as an insulating substrate that is a base material that substantially (mechanically mechanically) supports the mechanical structure, it is thin while having appropriate mechanical strength and thermal strength. TAB tape that can be used is preferably used.
半導体装置用テープキャリアの一種類であるμBGA(micro Ball Grid Array)用TAB(Tape Automated Bonding)テープは、例えばポリイミドフィルムに接着剤を介して銅箔を貼り合わせた後、フォトエッチング法等によって銅箔にパターン加工を施すことで、配線パターンやフライングリード部などの各種導体パターンを形成し、さらにその導体パターンの表面上に、実装用の最終表面処理として、金めっきを施す。この金めっきは、実装工程においてICチップ上のアルミパッドや外部接続端子となるはんだボール等との接合面に、それらとの合金を生成することで確実な接合を行うようにするものであることから、フライングリード部やインナーリード部等の良好なボンディング特性を確保するためには不可欠な構成要素である。 A TAB (Tape Automated Bonding) tape for μBGA (micro Ball Grid Array), which is one type of tape carrier for semiconductor devices, is formed by bonding a copper foil to a polyimide film via an adhesive, and then using a photoetching method or the like. By performing pattern processing on the foil, various conductor patterns such as wiring patterns and flying lead portions are formed, and gold plating is applied as a final surface treatment for mounting on the surface of the conductor pattern. This gold plating is to ensure reliable bonding by generating an alloy with the aluminum pad on the IC chip and the solder ball that will be the external connection terminal in the mounting process. Therefore, it is an indispensable component for ensuring good bonding characteristics such as the flying lead portion and the inner lead portion.
近年、金は、その鉱業的希少価値性や経済上の価格変動等の理由から価格高騰が著しく、材料コストとして製品価格に占める割合が益々高いものとなってきている。このため、半導体装置用テープキャリアにおける金の使用量を減らすことで、その材料コストの低減を図るようにすることが、益々強く要請されるようになってきた。 In recent years, the price of gold has increased remarkably due to its mining scarcity value and economic price fluctuations, and the ratio of the material cost to the product price has become increasingly higher. For this reason, it has been increasingly demanded to reduce the material cost by reducing the amount of gold used in the tape carrier for semiconductor devices.
このような要請に対応するために、上記の金めっき皮膜の厚さを、できるだけ薄くすることが考えられている。 In order to respond to such a request, it is considered to reduce the thickness of the gold plating film as much as possible.
そこで、このような不都合に対処するため、より低価格なパラジウムを中間層として挟んで、金/パラジウム/銅の3層積層構造とすることにより、金めっきの厚さを薄くして材料コストの低減を図る、といった手法が提案されている。すなわち、この提案では、銅の拡散を抑止する特性を有するパラジウムの皮膜を中間層として介在させることにより、銅の原子が金めっき皮膜へと拡散して行くことを阻止することができる、という仕組みとなっている。 Therefore, in order to cope with such inconveniences, a gold / palladium / copper three-layer structure is sandwiched between lower cost palladium as an intermediate layer, thereby reducing the thickness of the gold plating and reducing the material cost. There has been proposed a technique for reducing the amount. That is, in this proposal, by interposing a palladium film having the property of suppressing copper diffusion as an intermediate layer, it is possible to prevent copper atoms from diffusing into the gold plating film. It has become.
また、これは上記の3層積層構造とは目的が異なるが、銅からなるインナーリード部や接続パッド部の機械的な硬さを確保するために、パラジウム以外に、例えば錫やニッケルからなるめっき皮膜を金めっき皮膜と銅めっき皮膜との間に介在させる、という手法なども提案されている。このようなニッケルからなるめっき皮膜を、上記の3層積層構造の中間層として用いることで、金めっき皮膜の厚さを低減することが可能であるように考えられる(特許文献1)。 Although this has a different purpose from the above three-layer laminated structure, in order to ensure the mechanical hardness of the inner lead portion and the connection pad portion made of copper, plating made of, for example, tin or nickel in addition to palladium. A method of interposing a film between a gold plating film and a copper plating film has also been proposed. It is considered that the thickness of the gold plating film can be reduced by using such a plating film made of nickel as an intermediate layer of the above three-layer structure (Patent Document 1).
しかしながら、上述のように、配線パターン全面にめっきを施すことになるため、コストが高くなるという問題がある。 However, as described above, since the entire wiring pattern is plated, there is a problem that the cost is increased.
本発明は、このような問題に鑑みて成されたもので、その目的は、コスト低減を可能とした半導体装置用テープキャリア及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a tape carrier for a semiconductor device and a method for manufacturing the same that enable cost reduction.
本発明は、銅箔をパターン加工してなるフライングリード部を含む導体パターンを有する半導体装置用テープキャリアであって、前記導体パターンのうち、前記フライングリード部のみに金めっき皮膜を備える半導体装置用テープキャリアである。 The present invention is a tape carrier for a semiconductor device having a conductor pattern including a flying lead portion formed by patterning a copper foil, and for the semiconductor device having a gold plating film only on the flying lead portion of the conductor pattern. It is a tape carrier.
また、本発明は、開口が形成され、少なくとも片面に金属箔が張り合わされた絶縁性基板の両面にドライフィルムレジストをラミネートする工程と、前記ドライフィルムレジストを露光・現像して半導体チップとの接合箇所となる部分に位置するように開口を形成する工程と、前記ドライフィルムレジストに形成した開口内に、電解又は無電解めっきにより金めっき皮膜を形成する工程と、前記ドライフィルムレジストを剥離する工程と、前記金属箔をパターン加工してフライングリード部を含む導体パターンを形成する工程と、を有する半導体装置用テープキャリアの製造方法である。 The present invention also includes a step of laminating a dry film resist on both surfaces of an insulating substrate having an opening formed and a metal foil bonded to at least one surface, and exposing and developing the dry film resist to bond to a semiconductor chip. A step of forming an opening so as to be located in a portion, a step of forming a gold plating film by electrolysis or electroless plating in the opening formed in the dry film resist, and a step of removing the dry film resist And a step of patterning the metal foil to form a conductor pattern including a flying lead portion.
本発明は、銅箔にパターニングする前に半導体チップとの接合箇所のみにめっき法により金めっき皮膜を形成するために配線部に金めっき皮膜が形成されないので、コスト低減を図ることが出来る。 In the present invention, since the gold plating film is not formed on the wiring portion because the gold plating film is formed by the plating method only at the joint portion with the semiconductor chip before patterning to the copper foil, the cost can be reduced.
また、本発明は、TABテープに給電線を設ける必要がなく、パターンの設計自由度が高くなる。 In the present invention, it is not necessary to provide a power supply line on the TAB tape, and the degree of freedom in pattern design is increased.
本実施の形態に係る半導体装置用テープキャリア及びその半導体装置用テープキャリアを用いて作製されたμBGA構造の実装パッケージについて、図1〜図4を参照して詳細に説明する。 A μBGA structure mounting package manufactured using the semiconductor device tape carrier and the semiconductor device tape carrier according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
本発明の半導体装置用テープキャリア及びμBGA構造の実装パッケージは、図に示したように、例えばポリイミド樹脂フィルムのような絶縁性フィルム基材1の表面上に貼り合わされた、例えばμBGA構造の実装パッケージに適用される半導体装置用テープキャリアで好適に用いられるような、厚さ15μm程度の薄い銅箔をパターン加工してなる導体パターン2を有している。その導体パターン2は、フライングリード部3を含んでいる。
The semiconductor device tape carrier and μBGA structure mounting package of the present invention are, for example, a μBGA structure mounting package bonded on the surface of an
その導体パターン2のフライングリード部3には、半導体チップ5との接合箇所となる部分のみに金めっき皮膜4が設けられている。この金めっき皮膜4は、半導体チップ5に形成されたアルミパッド6が載置される位置に形成されたものである。
The
導体パターン2には、後述するが、OSP処理を含む防錆処理を施すと良い。
As will be described later, the
半導体チップ5は、エラストマ7のような絶縁性を有する弾性体を介して、この半導体装置用テープキャリアの片面(配線面)上に支持されている。
The
そして、配線面ほぼ全面を覆うように、モールド樹脂8が設けられて、その配線面全面が封止されている。
A
この半導体装置用テープキャリアにおける、配線面側とは反対側の面であるBGA面側には、半田ボール9が、所定位置ごとに配置されるように設定されている。また、絶縁性フィルム基材1のほほ中央部には、開口部10が設けられており、この開口部10を通してボンディングツール(図示しない)を用いたフライングリード部3のボンディングが行われるように設定されている。
In this tape carrier for a semiconductor device, solder balls 9 are set so as to be arranged at predetermined positions on the BGA surface side which is the surface opposite to the wiring surface side. In addition, an
配線パターンは、端子パターンやフライングリード部3に接続されたパターンとして設けられたもので、導体パターン2の大部分を占めるものである。換言すれば、導体パターン2は、主に配線パターンからなり、それに連なる端子パターンおよびフライングリード部3等を含んだものとなっている。
The wiring pattern is provided as a terminal pattern or a pattern connected to the
この半導体装置用テープキャリアは、図1に示したようなμBGA(micro Ball Grid Array)構造の実装パッケージ用に好適な半導体装置用テープキャリアとして設定されている。 This tape carrier for a semiconductor device is set as a tape carrier for a semiconductor device suitable for a mounting package having a μBGA (micro Ball Grid Array) structure as shown in FIG.
この半導体装置用テープキャリアの製造工程を図5を参照しながら説明する。 The manufacturing process of the semiconductor device tape carrier will be described with reference to FIG.
まず、絶縁性フィルム基材1を用意し(図5(a))、その絶縁性フィルム基材1にパンチングなどにより半田ボール搭載用及び半導体チップ接続用の開口部10を形成する(図5(b))。
First, an
続いて、フィルム基材の片面に後にエッチングにより導体パターンとなる銅箔2aを接着材を介して貼り合わせる(図5(c))。
Subsequently, a
次に、これらを両側(上下面)にドライフィルムレジスト11をラミネートし、露光、現像する。ここで、銅箔2a側のドライフィルムレジスト11には、半導体チップ5との接合箇所となる部分に位置するように開口を形成する(図5(d))。
Next, the dry film resist 11 is laminated on both sides (upper and lower surfaces), exposed and developed. Here, an opening is formed in the dry film resist 11 on the
その後、ドライフィルムレジスト11に形成した開口内に、電解又は無電解めっきにより金めっき皮膜を形成する(図5(e))。 Thereafter, a gold plating film is formed in the opening formed in the dry film resist 11 by electrolysis or electroless plating (FIG. 5E).
そして、ドライフィルムレジスト11を剥離し(図5(f))、それにフォトリソグラフィ法およびエッチング法によるパターン加工を施して、フライングリード部3を含む導体パターン2を形成する(図5(g))。
Then, the
本実施の形態において、導体パターン2を形成した後に、OSP処理を施しても良い。
In the present embodiment, OSP treatment may be performed after the
また、導体パターンに錫、ニッケル、パラジウムなどのめっき処理を施しても良い。 The conductor pattern may be plated with tin, nickel, palladium or the like.
この方法によれば、金めっき処理の際に電解又は無電解めっきとすることができるため、従来必要であった給電配線が不要となり、配線設計の自由度が増す。 According to this method, since the electroplating or electroless plating can be performed at the time of the gold plating process, the power supply wiring which has been conventionally required is not required, and the degree of freedom in wiring design is increased.
また、金めっき皮膜が必要最小限の箇所のみに形成されるに止まるので、金の使用量が低減するため、コストダウンに繋がる。 In addition, since the gold plating film is formed only at the minimum necessary location, the amount of gold used is reduced, leading to cost reduction.
上記の実施の形態で説明したような半導体装置用テープキャリアを、本発明の実施例に係る試料として作製した(実施例1)。 A tape carrier for a semiconductor device as described in the above embodiment was produced as a sample according to an example of the present invention (Example 1).
また、それとの比較対照のために、導体パターンの全面に金めっき皮膜を形成した層構成の半導体装置用テープキャリアを、従来例に係る試料として作製した(比較例1)。 For comparison with the above, a tape carrier for a semiconductor device having a layer structure in which a gold plating film was formed on the entire surface of a conductor pattern was produced as a sample according to a conventional example (Comparative Example 1).
<実施例1>
まず、絶縁性フィルム基材1のポリイミドテープとして、ユーピレックスS(厚さ50μm、宇部興産製)を用い、銅箔としてFQ−VLP箔(厚さ15μm、三井金属製)を用い、その銅箔を絶縁性フィルム基板の表面に貼り付けるための接着剤として、巴川X−type(厚さ12μm、巴川製紙所製)を用いてなる、幅105mmの2条テープキャリア用銅張フィルム基板材料を用意し、上述した製造方法によって半導体装置用テープキャリアを製造した。ドライフィルムとしては(製品名:AQ2538、厚さ25μm、旭化成イーマテリアルズ製)を用いた。また、金めっき皮膜は、半導体チップ5との接合箇所となる部分のみに0.4μmの厚みになるように形成した。
<Example 1>
First, Upilex S (thickness 50 μm, manufactured by Ube Industries) is used as the polyimide tape of the insulating
その結果、後述する比較例1と比較して金の使用量が1/200程度まで低減可能であった。 As a result, the amount of gold used could be reduced to about 1/200 compared to Comparative Example 1 described later.
<比較例1>
まず、絶縁性フィルム基材1のポリイミドテープとして、ユーピレックスS(厚さ50μm、宇部興産製)を用い、銅箔としてFQ−VLP箔(厚さ15μm、三井金属製)を用い、その銅箔を絶縁性フィルム基板の表面に貼り付けるための接着剤として、巴川X−type(厚さ12μm、巴川製紙所製)を用いてなる、幅105mmの2条テープキャリア用銅張フィルム基板材料を用意し、銅箔をサブトラクティブ法によりパターニングすることでインナーリード及び給電リードを含む配線パターンを形成した後、形成された配線上に0.4μmの厚みになるように金めっき皮膜を形成した。
<Comparative Example 1>
First, Upilex S (thickness 50 μm, manufactured by Ube Industries) is used as the polyimide tape of the insulating
1 絶縁性フィルム基材
2 導体パターン
2a 銅箔
3 フライングリード部
4 金めっき皮膜
5 半導体チップ
6 アルミパッド
7 エラストマ
8 モールド樹脂
9 半田ボール
10 開口部
11 ドライフィルムレジスト
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記導体パターンのうち、前記フライングリード部のみに金めっき皮膜を備える半導体装置用テープキャリア。 A tape carrier for a semiconductor device having a conductor pattern including a flying lead portion formed by patterning a copper foil,
The tape carrier for semiconductor devices which equips only the said flying lead part among the said conductor patterns with a gold plating film.
前記ドライフィルムレジストを露光・現像して半導体チップとの接合箇所となる部分に位置するように開口を形成する工程と、
前記ドライフィルムレジストに形成した開口内に、電解又は無電解めっきにより金めっき皮膜を形成する工程と、
前記ドライフィルムレジストを剥離する工程と、
前記金属箔をパターン加工してフライングリード部を含む導体パターンを形成する工程と、
を有する半導体装置用テープキャリアの製造方法。 Laminating a dry film resist on both sides of an insulating substrate in which an opening is formed and a metal foil is bonded to at least one side;
A step of exposing and developing the dry film resist to form an opening so as to be located at a portion to be a joint portion with a semiconductor chip; and
In the opening formed in the dry film resist, a step of forming a gold plating film by electrolysis or electroless plating,
Removing the dry film resist;
Forming a conductor pattern including a flying lead portion by patterning the metal foil;
A method for manufacturing a tape carrier for a semiconductor device.
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