JP3312580B2 - ボール端子及びスティフナを有するフリップチップｂｇａ用テープ、及びこのｂｇａ用テープの製造方法、このｂｇａ用テープを用いたフリップチップ構造の半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
ボール端子及びスティフナを有するフリップチップｂｇａ用テープ、及びこのｂｇａ用テープの製造方法、このｂｇａ用テープを用いたフリップチップ構造の半導体装置及びその製造方法Info
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- JP3312580B2 JP3312580B2 JP19105397A JP19105397A JP3312580B2 JP 3312580 B2 JP3312580 B2 JP 3312580B2 JP 19105397 A JP19105397 A JP 19105397A JP 19105397 A JP19105397 A JP 19105397A JP 3312580 B2 JP3312580 B2 JP 3312580B2
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- H01L2224/50—Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ボール端子及び
スティフナ付きフリップチップＢＧＡ(Ball GridArray)
用テープ、及びこのテープ上に半導体チップを搭載し、
この半導体チップの接続電極（パッド）に突起電極（バ
ンプ）を設け、このバンプを直接回路基板の配線パター
ンに接続するフリップチップ構造の半導体装置及びその
製造方法に関する。
スティフナ付きフリップチップＢＧＡ(Ball GridArray)
用テープ、及びこのテープ上に半導体チップを搭載し、
この半導体チップの接続電極（パッド）に突起電極（バ
ンプ）を設け、このバンプを直接回路基板の配線パター
ンに接続するフリップチップ構造の半導体装置及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子（チップ）を回路基板
に搭載するに際してはチップから導出した突起電極（バ
ンプ）を回路基板上の配線パターンに直接電気的に接続
するか、ボンディングワイヤを用いて電気的に接続する
方法がある。
に搭載するに際してはチップから導出した突起電極（バ
ンプ）を回路基板上の配線パターンに直接電気的に接続
するか、ボンディングワイヤを用いて電気的に接続する
方法がある。
【０００３】又、配線基板を薄くし小型化を図る手法に
ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)技術がある。
ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)技術がある。
【０００４】図６は、配線基板に薄いテープを用いた従
来のＴ−ＢＧＡ(Tape-Ball GridArray)の概略構造を示
す断面図である。
来のＴ−ＢＧＡ(Tape-Ball GridArray)の概略構造を示
す断面図である。
【０００５】略５０μｍの厚さのポリイミドフィルム６
に、略２５μｍの厚さの銅箔を張り合わせている。ケミ
カルエッチングにより銅箔には配線を形成し、この配線
とチップ１とはインナーリード８によって電気的に接続
されている。
に、略２５μｍの厚さの銅箔を張り合わせている。ケミ
カルエッチングにより銅箔には配線を形成し、この配線
とチップ１とはインナーリード８によって電気的に接続
されている。
【０００６】チップ１は、樹脂３によってポリイミドフ
ィルム６に封止固定される。その後、はんだボール５の
取り付け及びスティフナ７の貼り付けが加熱工程を伴い
行われる。
ィルム６に封止固定される。その後、はんだボール５の
取り付け及びスティフナ７の貼り付けが加熱工程を伴い
行われる。
【０００７】このようなＴＡＢ技術は、配線基板が薄く
なり小形化が達成できるが、ポリイミド樹脂の吸水性が
高いため、チップ１の封止後のはんだボール５の取り付
け及びスティフナ７の貼り付けの際の加熱工程でポリイ
ミドフィルム６と封止用樹脂３との界面が剥離し易くな
る。又、樹脂３の吸湿が高い場合には、樹脂３にもクラ
ックが入る虞がある。これに伴い、インナーリードをも
変形させてしまうことがある。
なり小形化が達成できるが、ポリイミド樹脂の吸水性が
高いため、チップ１の封止後のはんだボール５の取り付
け及びスティフナ７の貼り付けの際の加熱工程でポリイ
ミドフィルム６と封止用樹脂３との界面が剥離し易くな
る。又、樹脂３の吸湿が高い場合には、樹脂３にもクラ
ックが入る虞がある。これに伴い、インナーリードをも
変形させてしまうことがある。
【０００８】これはポリイミド樹脂の通常の飽和吸水率
が、３％であり、プラスチック材の中では非常に高い部
類に属するからである。
が、３％であり、プラスチック材の中では非常に高い部
類に属するからである。
【０００９】スティフナ７は、薄いポリイミドフィルム
６を補強するため樹脂封止後で、はんだボール５の取り
付け加工前にエポキシ系の接着剤でポリイミドフィルム
６に貼り付けられている。
６を補強するため樹脂封止後で、はんだボール５の取り
付け加工前にエポキシ系の接着剤でポリイミドフィルム
６に貼り付けられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリイ
ミドフィルム６中に吸収水分が残存している場合には、
スティフナ７と接着剤との間が、はんだボール５の形成
リフロー時に剥離してしまう。このため、チップ１の組
み込み後にはんだボール５を２３０〜２５０℃の加熱リ
フロー炉を用いて取り付ける場合には、充分な乾燥が必
要とされ、例えば、相対湿度１０％で２４時間以上の乾
燥が行われた。これは、通常、除湿乾燥及び除湿梱包と
言われ、乾燥後も乾燥窒素を充填して保管される。
ミドフィルム６中に吸収水分が残存している場合には、
スティフナ７と接着剤との間が、はんだボール５の形成
リフロー時に剥離してしまう。このため、チップ１の組
み込み後にはんだボール５を２３０〜２５０℃の加熱リ
フロー炉を用いて取り付ける場合には、充分な乾燥が必
要とされ、例えば、相対湿度１０％で２４時間以上の乾
燥が行われた。これは、通常、除湿乾燥及び除湿梱包と
言われ、乾燥後も乾燥窒素を充填して保管される。
【００１１】このようにして乾燥されたポリイミドフィ
ルム６に対して接着剤を用いてはんだボール５が取り付
けられていた。
ルム６に対して接着剤を用いてはんだボール５が取り付
けられていた。
【００１２】このように、ポリイミド樹脂の吸水性が高
いことに起因するポリイミドフィルム６と封止用樹脂３
との界面の剥離、又は、樹脂３の封止用クラック発生及
びこれに伴い、インナーリードの変形など、パッケージ
の信頼性を低下させ、歩留まりの低下により生産性を下
げるなどの結果をもたらしていた。
いことに起因するポリイミドフィルム６と封止用樹脂３
との界面の剥離、又は、樹脂３の封止用クラック発生及
びこれに伴い、インナーリードの変形など、パッケージ
の信頼性を低下させ、歩留まりの低下により生産性を下
げるなどの結果をもたらしていた。
【００１３】本発明は、上記事情に鑑み、吸水性が高い
ポリイミド樹脂製のテープを用いてもパッケージの信頼
性を低下させることなく、且つ生産性をも高めることの
できるボール端子及びスティフナ付きフリップチップＢ
ＧＡ用テープ、及びこのテープを用いたフリップチップ
構造の半導体装置及びその製造方法を提供することを目
的とする。
ポリイミド樹脂製のテープを用いてもパッケージの信頼
性を低下させることなく、且つ生産性をも高めることの
できるボール端子及びスティフナ付きフリップチップＢ
ＧＡ用テープ、及びこのテープを用いたフリップチップ
構造の半導体装置及びその製造方法を提供することを目
的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のボール端子及びスティフナを有するフリッ
プチップＢＧＡ用テープは、ポリイミドフィルムより成
るフレキシブル配線テープと、前記フレキシブル配線テ
ープの一方の面に貼り付け加工されるスティフナと、前
記フレキシブル配線テープの他方の面に接着された銅箔
に形成された配線パターン、インナーリード及びボール
端子形成用ランドに搭載されたボール端子と、より成る
ボール端子及びスティフナを有するフリップチップＢＧ
Ａ用テープであって、前記フレキシブル配線テープは、
その後の工程で半導体素子を搭載し、樹脂封止されるも
のである。
め、本発明のボール端子及びスティフナを有するフリッ
プチップＢＧＡ用テープは、ポリイミドフィルムより成
るフレキシブル配線テープと、前記フレキシブル配線テ
ープの一方の面に貼り付け加工されるスティフナと、前
記フレキシブル配線テープの他方の面に接着された銅箔
に形成された配線パターン、インナーリード及びボール
端子形成用ランドに搭載されたボール端子と、より成る
ボール端子及びスティフナを有するフリップチップＢＧ
Ａ用テープであって、前記フレキシブル配線テープは、
その後の工程で半導体素子を搭載し、樹脂封止されるも
のである。
【００１５】又、本発明のＢＧＡ用テープの製造方法
は、銅箔を一方の全面に接着したフレキシブル配線テー
プを用意する工程と、前記銅箔をエッチングし配線パタ
ーン、インナーリード及びボール端子形成用ランドを形
成する工程と、前記フレキシブル配線テープの他方の面
に接着剤を介してスティフナを貼り付け加工する工程
と、前記スティフナの貼り付け加工後に前記接着剤を硬
化し、乾燥するための加熱工程と、前記ボール端子形成
用ランドにボール端子を形成する工程と、より構成され
る。
は、銅箔を一方の全面に接着したフレキシブル配線テー
プを用意する工程と、前記銅箔をエッチングし配線パタ
ーン、インナーリード及びボール端子形成用ランドを形
成する工程と、前記フレキシブル配線テープの他方の面
に接着剤を介してスティフナを貼り付け加工する工程
と、前記スティフナの貼り付け加工後に前記接着剤を硬
化し、乾燥するための加熱工程と、前記ボール端子形成
用ランドにボール端子を形成する工程と、より構成され
る。
【００１６】又、本発明のＢＧＡ用テープを用いたフリ
ップチップ構造の半導体装置は、フレキシブル配線テー
プと、前記フレキシブル配線テープの一方の面に貼り付
け加工されるスティフナと、前記フレキシブル配線テー
プの他方の面に接着された銅箔に形成された配線パター
ン、インナーリード及びボール端子形成用ランドに搭載
されたボール端子と、より成るボール端子及びスティフ
ナを有するフリップチップＢＧＡ用テープと、前記フレ
キシブル配線テープ上に搭載され、前記インナーリード
に接続される半導体素子と、前記半導体素子を前記フレ
キシブル配線テープに封止固定する樹脂と、より構成さ
れる。
ップチップ構造の半導体装置は、フレキシブル配線テー
プと、前記フレキシブル配線テープの一方の面に貼り付
け加工されるスティフナと、前記フレキシブル配線テー
プの他方の面に接着された銅箔に形成された配線パター
ン、インナーリード及びボール端子形成用ランドに搭載
されたボール端子と、より成るボール端子及びスティフ
ナを有するフリップチップＢＧＡ用テープと、前記フレ
キシブル配線テープ上に搭載され、前記インナーリード
に接続される半導体素子と、前記半導体素子を前記フレ
キシブル配線テープに封止固定する樹脂と、より構成さ
れる。
【００１７】更に、本発明のこのＢＧＡ用テープを用い
たフリップチップ構造の半導体装置の製造方法は、銅箔
を一方の全面に接着したフレキシブル配線テープを用意
する工程と、前記銅箔をエッチングし配線パターン、イ
ンナーリード及びボール端子形成用ランドを有するフリ
ップチップＢＧＡ用テープを形成する工程と、前記フレ
キシブル配線テープの他方の面に接着剤を介してスティ
フナを貼り付け加工する工程と、前記スティフナの貼り
付け加工後に前記接着剤を硬化し、乾燥するための加熱
工程と、前記インナーリードに接続され、前記フレキシ
ブル配線テープ上に半導体素子を搭載する工程と、前記
半導体素子の搭載後に前記フレキシブル配線テープのボ
ール端子形成用ランドにボール端子を接続する工程と、
より構成される。
たフリップチップ構造の半導体装置の製造方法は、銅箔
を一方の全面に接着したフレキシブル配線テープを用意
する工程と、前記銅箔をエッチングし配線パターン、イ
ンナーリード及びボール端子形成用ランドを有するフリ
ップチップＢＧＡ用テープを形成する工程と、前記フレ
キシブル配線テープの他方の面に接着剤を介してスティ
フナを貼り付け加工する工程と、前記スティフナの貼り
付け加工後に前記接着剤を硬化し、乾燥するための加熱
工程と、前記インナーリードに接続され、前記フレキシ
ブル配線テープ上に半導体素子を搭載する工程と、前記
半導体素子の搭載後に前記フレキシブル配線テープのボ
ール端子形成用ランドにボール端子を接続する工程と、
より構成される。
【００１８】更に、本発明のこのＢＧＡ用テープを用い
たフリップチップ構造の半導体装置の製造方法は、銅箔
を一方の全面に接着したフレキシブル配線テープを用意
する工程と、前記銅箔をエッチングし配線パターン、イ
ンナーリード及びボール端子形成用ランドに搭載された
ボール端子とを有するフリップチップＢＧＡ用テープを
形成する工程と、前記インナーリードに接続され、前記
フレキシブル配線テープ上に半導体素子を搭載する工程
と、前記半導体素子の搭載後に前記フレキシブル配線テ
ープの他方の面にスティフナの貼り付け加工をする工程
と、より構成される。
たフリップチップ構造の半導体装置の製造方法は、銅箔
を一方の全面に接着したフレキシブル配線テープを用意
する工程と、前記銅箔をエッチングし配線パターン、イ
ンナーリード及びボール端子形成用ランドに搭載された
ボール端子とを有するフリップチップＢＧＡ用テープを
形成する工程と、前記インナーリードに接続され、前記
フレキシブル配線テープ上に半導体素子を搭載する工程
と、前記半導体素子の搭載後に前記フレキシブル配線テ
ープの他方の面にスティフナの貼り付け加工をする工程
と、より構成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００２０】図１は、本発明の第１の実施の形態を示
し、ＢＧＡ用テープを部分的に断面にしてその構成を示
す図、図２は、本発明の第１の実施の形態を示し、ボー
ル端子及びスティフナ付きフリップチップＢＧＡ用テー
プの平面図、及び図３は、図２の部分的拡大図である。
図２に示す前記テープ１５における番号１６は送り孔、
図３に示す番号１７はデバイスホールである。
し、ＢＧＡ用テープを部分的に断面にしてその構成を示
す図、図２は、本発明の第１の実施の形態を示し、ボー
ル端子及びスティフナ付きフリップチップＢＧＡ用テー
プの平面図、及び図３は、図２の部分的拡大図である。
図２に示す前記テープ１５における番号１６は送り孔、
図３に示す番号１７はデバイスホールである。
【００２１】図２、図３に示すＢＧＡ用テープ１５は、
以下のように形成する。
以下のように形成する。
【００２２】図１に示すフレキシブル配線テープ、例え
ばポリイミド樹脂より成るポリイミドフィルム６で、例
えば３５mm幅で０．０７mmの厚さのものを用意する。
ばポリイミド樹脂より成るポリイミドフィルム６で、例
えば３５mm幅で０．０７mmの厚さのものを用意する。
【００２３】このポリイミドフィルム６の一方の面の全
面には、厚さ０．０３５mmの銅箔をエポキシ系の接着剤
を用いて接着する。
面には、厚さ０．０３５mmの銅箔をエポキシ系の接着剤
を用いて接着する。
【００２４】その後、ホトケミカルエッチングによっ
て、前記銅箔に配線パターン、はんだボール形成用のラ
ンド及び半導体素子接続用のインナーリード８を形成す
る。
て、前記銅箔に配線パターン、はんだボール形成用のラ
ンド及び半導体素子接続用のインナーリード８を形成す
る。
【００２５】これらはんだボール形成用のランド及び半
導体素子接続用のインナーリード８を除く前記銅箔の配
線パターンの全面に、エポキシ系のソルダーレジストを
印刷してから、前記はんだボール形成用ランド及び半導
体素子接続用のインナーリード８に０．５μｍの厚さの
ニッケルめっき下地の上に厚さ１．０μｍの金めっきを
施した。
導体素子接続用のインナーリード８を除く前記銅箔の配
線パターンの全面に、エポキシ系のソルダーレジストを
印刷してから、前記はんだボール形成用ランド及び半導
体素子接続用のインナーリード８に０．５μｍの厚さの
ニッケルめっき下地の上に厚さ１．０μｍの金めっきを
施した。
【００２６】前記ポリイミドフィルム６の他方の面に対
しては、厚さ１．０mmの銅の金属板を窓枠状に加工した
スティフナ７がエポキシ系の接着剤で貼り付け加工され
る。貼り付け条件は、１６０℃の温度で３秒間、２０kg
／cm2 の圧力を加えて行った。この時点では、ＢＧＡ用
テープ１５上には半導体素子は搭載されず、電気的には
接続されていないので、スティフナ加工工程では、充分
な熱と圧力とを掛けることが可能である。
しては、厚さ１．０mmの銅の金属板を窓枠状に加工した
スティフナ７がエポキシ系の接着剤で貼り付け加工され
る。貼り付け条件は、１６０℃の温度で３秒間、２０kg
／cm2 の圧力を加えて行った。この時点では、ＢＧＡ用
テープ１５上には半導体素子は搭載されず、電気的には
接続されていないので、スティフナ加工工程では、充分
な熱と圧力とを掛けることが可能である。
【００２７】又、銅製のスティフナ７には、貼り付け加
工前に妨錆のために２μｍの厚さニッケルめっきを施し
た。
工前に妨錆のために２μｍの厚さニッケルめっきを施し
た。
【００２８】銅製のスティフナ７の貼り付け加工後、エ
ポキシ系の接着剤を硬化させるために、１５０℃の温度
で５時間保持した。この間に前記ポリイミドフィルム６
のポリイミド樹脂に含まれる水分は充分に乾燥された。
ポキシ系の接着剤を硬化させるために、１５０℃の温度
で５時間保持した。この間に前記ポリイミドフィルム６
のポリイミド樹脂に含まれる水分は充分に乾燥された。
【００２９】上述した前記スティフナ７の貼り付け加工
後に前記接着剤を硬化し、乾燥するための加熱工程は、
この後のボール形成工程において前記スティフナ７が前
記ポリイミドフィルム６中に吸収水分が残存しているこ
とに起因して前記ポリイミドフィルム６から剥離するの
を防ぐためである。
後に前記接着剤を硬化し、乾燥するための加熱工程は、
この後のボール形成工程において前記スティフナ７が前
記ポリイミドフィルム６中に吸収水分が残存しているこ
とに起因して前記ポリイミドフィルム６から剥離するの
を防ぐためである。
【００３０】次に、先にホトケミカルエッチングによっ
て形成されたボール形成用ランドに複数個のはんだボー
ル５を図１に示すように搭載する。
て形成されたボール形成用ランドに複数個のはんだボー
ル５を図１に示すように搭載する。
【００３１】はんだボール５は、直径０．６mmのＳｎ−
３７Ｐｂ重量％の共晶はんだボールが用いられ、ボール
形成用ランドに置く前にはんだボールの片面に低腐食性
のロジン系ＲＭＡフラックス（塩素含有量０．３％）を
付ける。
３７Ｐｂ重量％の共晶はんだボールが用いられ、ボール
形成用ランドに置く前にはんだボールの片面に低腐食性
のロジン系ＲＭＡフラックス（塩素含有量０．３％）を
付ける。
【００３２】複数個のはんだボールを整列させ、夫々前
記ボール形成用ランドに搭載し、２３０℃の後述するリ
フロー炉に約５分間通して、前記はんだボール５を前記
ボール形成用ランドに接続した。前記ボール形成用ラン
ドには金めっきがされていて、はんだボールとの濡れ性
は非常に良い。
記ボール形成用ランドに搭載し、２３０℃の後述するリ
フロー炉に約５分間通して、前記はんだボール５を前記
ボール形成用ランドに接続した。前記ボール形成用ラン
ドには金めっきがされていて、はんだボールとの濡れ性
は非常に良い。
【００３３】上述したはんだボール５の形成後に、前記
低腐食性のロジン系ＲＭＡフラックスを洗浄した。この
洗浄には、ノニオン、アニオン両性の界面活性剤を添加
した水系の洗浄剤を用い、常温で超音波を付加しながら
約３０分間行った。
低腐食性のロジン系ＲＭＡフラックスを洗浄した。この
洗浄には、ノニオン、アニオン両性の界面活性剤を添加
した水系の洗浄剤を用い、常温で超音波を付加しながら
約３０分間行った。
【００３４】この洗浄は、前記フラックスから発生する
蒸発成分による汚染の除去のために行われる。即ち、前
記フラックス中に包含されている成分は、ロジン、高級
アルコール、ワックス、石油系溶剤、パラフィン系炭化
水素、界面活性剤、アミン系キレート活性剤、及び微量
の塩素化合物である。従って、発生蒸気は、幾分腐食性
があり、有機揮発成分を含むので、金めっき面を汚染す
る。
蒸発成分による汚染の除去のために行われる。即ち、前
記フラックス中に包含されている成分は、ロジン、高級
アルコール、ワックス、石油系溶剤、パラフィン系炭化
水素、界面活性剤、アミン系キレート活性剤、及び微量
の塩素化合物である。従って、発生蒸気は、幾分腐食性
があり、有機揮発成分を含むので、金めっき面を汚染す
る。
【００３５】このようにして生じた汚染膜は、上記水系
の洗浄剤、又は、溶剤系の洗浄剤を選定することによっ
て、洗浄工程によって除去される。
の洗浄剤、又は、溶剤系の洗浄剤を選定することによっ
て、洗浄工程によって除去される。
【００３６】特に、上述した洗浄工程は、インナーリー
ドの金めっきと前記ボール形成ランドの洗浄に効果的で
ある。
ドの金めっきと前記ボール形成ランドの洗浄に効果的で
ある。
【００３７】通常、テープのインナーリードには、半導
体素子の金バンプと接続するために０．５μｍ程度の厚
さのニッケルめっき下地の上に、１．０μｍ程度の厚さ
の金めっきが施されている。
体素子の金バンプと接続するために０．５μｍ程度の厚
さのニッケルめっき下地の上に、１．０μｍ程度の厚さ
の金めっきが施されている。
【００３８】このインナーリード側の金めっきが、前記
はんだボール形成時の加熱工程で、汚染されると、半導
体素子の金バンプと接続する際に障害となる。
はんだボール形成時の加熱工程で、汚染されると、半導
体素子の金バンプと接続する際に障害となる。
【００３９】しかしながら、このような汚染は、前記使
用したフラックスに応じて選定された水系の洗浄剤、又
は、溶剤系の洗浄剤を用いた洗浄工程によって、除去さ
れた。
用したフラックスに応じて選定された水系の洗浄剤、又
は、溶剤系の洗浄剤を用いた洗浄工程によって、除去さ
れた。
【００４０】上記洗浄工程は、前記ポリイミドフィルム
６を巻き取る巻き取り方式で行われ、洗浄後の乾燥も同
時に連結された乾燥炉を通して行われる。洗浄後の乾燥
工程も、連結されている乾燥炉を通して行われる。乾燥
時間は、１２０℃で３０分間である。
６を巻き取る巻き取り方式で行われ、洗浄後の乾燥も同
時に連結された乾燥炉を通して行われる。洗浄後の乾燥
工程も、連結されている乾燥炉を通して行われる。乾燥
時間は、１２０℃で３０分間である。
【００４１】上述の洗浄の効果をオージェによって分析
したところフラックス成分から発生する有機物の検出は
認めらなかった。
したところフラックス成分から発生する有機物の検出は
認めらなかった。
【００４２】上述したように、本発明の前記テープ１５
のポリイミドフィルム６の面にスティフナ７が前段階で
エポキシ系の接着剤で貼り付けられる。
のポリイミドフィルム６の面にスティフナ７が前段階で
エポキシ系の接着剤で貼り付けられる。
【００４３】このポリイミドフィルム６は、図４に示す
ように、リール１８に巻回されて送り出される。前記リ
ール１８から送り出された前記テープ１５は、はんだボ
ール搭載機２１を通ることによって、複数のはんだボー
ルが連続して搭載される。
ように、リール１８に巻回されて送り出される。前記リ
ール１８から送り出された前記テープ１５は、はんだボ
ール搭載機２１を通ることによって、複数のはんだボー
ルが連続して搭載される。
【００４４】複数のはんだボールが搭載された前記テー
プ１５は、リフロー炉２０を経由して、巻き取り機１９
で巻き取られる。
プ１５は、リフロー炉２０を経由して、巻き取り機１９
で巻き取られる。
【００４５】銅製のスティフナ７の貼り付け加工後、エ
ポキシ系の接着剤を硬化させるために、１５０℃の温度
で５時間保持した。この間に前記ポリイミドフィルム６
のポリイミド樹脂に含まれる水分は充分に乾燥された。
ポキシ系の接着剤を硬化させるために、１５０℃の温度
で５時間保持した。この間に前記ポリイミドフィルム６
のポリイミド樹脂に含まれる水分は充分に乾燥された。
【００４６】上述した一連の工程において、前記スティ
フナ７の貼り付け加工後には、前記接着剤を硬化、乾燥
するための加熱工程が行われ、前記ポリイミドフィルム
６中に水分が除去されているので前記ポリイミドフィル
ム６と前記スティフナ７との間で剥離は生じなかった。
フナ７の貼り付け加工後には、前記接着剤を硬化、乾燥
するための加熱工程が行われ、前記ポリイミドフィルム
６中に水分が除去されているので前記ポリイミドフィル
ム６と前記スティフナ７との間で剥離は生じなかった。
【００４７】従来の自動貼り付け機によるスティフナの
フィルム上への貼り付けは、個々のパッケージの完成後
に行われていた。相対湿度１０％の雰囲気から解放し
て、接着剤でスティフナを貼り付け加工するが、その段
階で、ポリイミドフィルムで水分の吸収が起こってしま
う。
フィルム上への貼り付けは、個々のパッケージの完成後
に行われていた。相対湿度１０％の雰囲気から解放し
て、接着剤でスティフナを貼り付け加工するが、その段
階で、ポリイミドフィルムで水分の吸収が起こってしま
う。
【００４８】これに対して、本発明の上記第１の実施の
形態では、長尺のテープ１５へのスティフナ貼り付け後
の接着剤の硬化加熱工程で充分乾燥される。その後、直
ちにはんだボール形成のためのリフロー炉２０に送ら
れ、連続してはんだボールが形成され、前記ポリイミド
フィルム６に再度水分が吸収されることはない。
形態では、長尺のテープ１５へのスティフナ貼り付け後
の接着剤の硬化加熱工程で充分乾燥される。その後、直
ちにはんだボール形成のためのリフロー炉２０に送ら
れ、連続してはんだボールが形成され、前記ポリイミド
フィルム６に再度水分が吸収されることはない。
【００４９】上述のようにして製造されたボール付きテ
ープ１５に半導体素子をフリップチップ方式で接続し
た。
ープ１５に半導体素子をフリップチップ方式で接続し
た。
【００５０】フリップチップ構造の半導体装置は、半導
体素子の電極部分に突起電極（バンプ）を形成し、ワイ
ヤボンディグや、ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)など
を用いずに、直接、配線パターンの突起電極に位置する
部分に接続する方法である。
体素子の電極部分に突起電極（バンプ）を形成し、ワイ
ヤボンディグや、ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)など
を用いずに、直接、配線パターンの突起電極に位置する
部分に接続する方法である。
【００５１】上記第１の実施の形態では、配線パターン
のインナーリードの先端にエポキシ系の導電性ペースト
を印刷し、その上にフリップチップマウンターを用いて
前記半導体素子を搭載した後、温度１５０℃で１時間、
エポキシ系の導電性ペーストを硬化させた。この時の温
度では前記はんだボールの溶融の問題は生じなかった。
のインナーリードの先端にエポキシ系の導電性ペースト
を印刷し、その上にフリップチップマウンターを用いて
前記半導体素子を搭載した後、温度１５０℃で１時間、
エポキシ系の導電性ペーストを硬化させた。この時の温
度では前記はんだボールの溶融の問題は生じなかった。
【００５２】図５は、本発明の第２の実施の形態を示
し、ポリイミドフィルム６に貼着されている銅箔２３を
ホール２２を通して押し下げ、ソルダーレジスト２４面
を越えて突起形状２５に加工する。突起形状２５は、金
型パンチングツールを用いて連続的に行うことができ
る。
し、ポリイミドフィルム６に貼着されている銅箔２３を
ホール２２を通して押し下げ、ソルダーレジスト２４面
を越えて突起形状２５に加工する。突起形状２５は、金
型パンチングツールを用いて連続的に行うことができ
る。
【００５３】この突起形状２５の加工工程には、はんだ
ボール形成のときのような加熱工程を必要としないた
め、工程が単純化される。
ボール形成のときのような加熱工程を必要としないた
め、工程が単純化される。
【００５４】本発明の第３の実施の形態として、はんだ
ボールの代わりに銅の金属球を用いた。銅の金属球の取
り付けには、前記ポリイミドフィルム６のボール形成用
ランドに共晶はんだペーストを印刷してから、その上に
金属球を搭載して、リフロー炉２０を通した。
ボールの代わりに銅の金属球を用いた。銅の金属球の取
り付けには、前記ポリイミドフィルム６のボール形成用
ランドに共晶はんだペーストを印刷してから、その上に
金属球を搭載して、リフロー炉２０を通した。
【００５５】本発明の第４の実施の形態として、銅の金
属板を窓枠状に加工したスティフナ７の代わりに３１６
のステンレス箔を使用した。めっき加工が不要となる利
点がある。
属板を窓枠状に加工したスティフナ７の代わりに３１６
のステンレス箔を使用した。めっき加工が不要となる利
点がある。
【００５６】本発明の第５の実施の形態として、スティ
フナ７としてアルミ箔を用いた。この場合もめっき加工
が不要となる。
フナ７としてアルミ箔を用いた。この場合もめっき加工
が不要となる。
【００５７】本発明の第６の実施の形態として、Ｓｎ−
３７Ｐｂ重量％の共晶はんだボール５の代わりにＰｂ−
１０重量％Ｓｎの高温はんだボールを用いた。
３７Ｐｂ重量％の共晶はんだボール５の代わりにＰｂ−
１０重量％Ｓｎの高温はんだボールを用いた。
【００５８】Ｐｂ−１０重量％のフラックス含有のはん
だペーストをポリイミドフィルム６のボール形成用ラン
ドにメタルマスクを用いて部分印刷してからボールを搭
載し、２６０℃の温度に保持されたリフロー炉２０を通
した。高温はんだボールは、フラックスと、はんだペー
ストとの作用で銅配線ランドに接続された。
だペーストをポリイミドフィルム６のボール形成用ラン
ドにメタルマスクを用いて部分印刷してからボールを搭
載し、２６０℃の温度に保持されたリフロー炉２０を通
した。高温はんだボールは、フラックスと、はんだペー
ストとの作用で銅配線ランドに接続された。
【００５９】本発明の第７の実施の形態として、はんだ
ボール５としてＳｎ−３．５重量％Ａｇのフラックス含
有のはんだペーストをポリイミドフィルム６のボール形
成用ランドにメタルマスクを用いて部分印刷してからボ
ールを搭載し、２６０℃の温度に保持されたリフロー炉
２０を通した。高温はんだボールは、フラックスと、は
んだペーストとの作用で銅配線ランドに接続された。
ボール５としてＳｎ−３．５重量％Ａｇのフラックス含
有のはんだペーストをポリイミドフィルム６のボール形
成用ランドにメタルマスクを用いて部分印刷してからボ
ールを搭載し、２６０℃の温度に保持されたリフロー炉
２０を通した。高温はんだボールは、フラックスと、は
んだペーストとの作用で銅配線ランドに接続された。
【００６０】本発明の第８の実施の形態として、第１の
実施例のスティフナ７として金型で打ち抜き加工して製
作したガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）を使用した。
実施例のスティフナ７として金型で打ち抜き加工して製
作したガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）を使用した。
【００６１】本発明の第９の実施の形態として、第６の
実施の形態においてボールとしてポリイミド樹脂の球体
を用い、この球体に蒸着によって銅の薄膜を５００Ａの
厚さに形成する。その後、電気銅めっきを１０μｍの厚
さめっきする。次いで、Ｓｎ／Ｐｂ共晶はんだめっきを
１０μｍの厚さ施した。
実施の形態においてボールとしてポリイミド樹脂の球体
を用い、この球体に蒸着によって銅の薄膜を５００Ａの
厚さに形成する。その後、電気銅めっきを１０μｍの厚
さめっきする。次いで、Ｓｎ／Ｐｂ共晶はんだめっきを
１０μｍの厚さ施した。
【００６２】このようにして、製作されたボールのポリ
イミド樹脂は、３００℃の耐熱性を有しているので組み
立て工程の加熱条件に耐える他、はんだめっきを施して
いるので基板の実装時のはんだ接続性に優れる利点を有
する。
イミド樹脂は、３００℃の耐熱性を有しているので組み
立て工程の加熱条件に耐える他、はんだめっきを施して
いるので基板の実装時のはんだ接続性に優れる利点を有
する。
【００６３】本発明の第１０の実施の形態として、ボー
ルの取り付けは、従来通り、半導体素子の搭載後とし、
スティフナのみを半導体素子の搭載前のテープの段階で
前記ポリイミドフィルムにエポキシ系の接着剤を用いて
貼り付け加工する。
ルの取り付けは、従来通り、半導体素子の搭載後とし、
スティフナのみを半導体素子の搭載前のテープの段階で
前記ポリイミドフィルムにエポキシ系の接着剤を用いて
貼り付け加工する。
【００６４】この場合も、従来欠点とされていたスティ
フナを半導体素子の搭載後に貼り付ける作業での接着剤
の硬化による加熱工程での機能劣化や、封止樹脂におけ
るクラックの発生を防ぐことができる。
フナを半導体素子の搭載後に貼り付ける作業での接着剤
の硬化による加熱工程での機能劣化や、封止樹脂におけ
るクラックの発生を防ぐことができる。
【００６５】本発明の第１１の実施の形態として、ステ
ィフナの取り付けは、従来通り、半導体素子の搭載後と
し、はんだボールのみを半導体素子の搭載前のテープの
段階で前記ポリイミドフィルムに取り付けた。
ィフナの取り付けは、従来通り、半導体素子の搭載後と
し、はんだボールのみを半導体素子の搭載前のテープの
段階で前記ポリイミドフィルムに取り付けた。
【００６６】スティフナの取り付けのないまま、リフロ
ー炉内でのはんだボールの加工は、テープの平坦性に問
題が生じたが、リフロー炉内にガイドレールを設け、は
んだボールの移動を防いだ。
ー炉内でのはんだボールの加工は、テープの平坦性に問
題が生じたが、リフロー炉内にガイドレールを設け、は
んだボールの移動を防いだ。
【００６７】この場合も、はんだボールを半導体素子の
搭載前のテープの段階で取り付けたことにより、封止樹
脂におけるクラックの発生を防ぐことができた。
搭載前のテープの段階で取り付けたことにより、封止樹
脂におけるクラックの発生を防ぐことができた。
【００６８】上述した本発明の第１乃至第１１のいずれ
の実施の形態においても、半導体素子の搭載前にテープ
上にはんだ等のボール端子及び／又は、スティフナの取
り付けを行うことにより、ポリイミド樹脂の吸水性が高
いことに起因するポリイミドフィルムと封止用樹脂との
界面の剥離、又は、封止用樹脂のクラック発生及びこれ
に伴う、インナーリードの変形を防ぐことができた。
の実施の形態においても、半導体素子の搭載前にテープ
上にはんだ等のボール端子及び／又は、スティフナの取
り付けを行うことにより、ポリイミド樹脂の吸水性が高
いことに起因するポリイミドフィルムと封止用樹脂との
界面の剥離、又は、封止用樹脂のクラック発生及びこれ
に伴う、インナーリードの変形を防ぐことができた。
【００６９】この半導体素子の搭載前にテープ上にはん
だ等のボール端子及び／又は、スティフナの取り付けを
行うという考え方は、後工程ではんだボールが汚染され
ることを懸念して実行されなかったが、半導体素子の組
み立て条件を最適化することによって可能であることが
実証された。これは、従来のリードフレームが金型など
のパンチング抜き加工でインナーリードとアウターリー
ドとが形成されるが、この場合、インナーリードが本発
明のＢＧＡの配線基板に相当し、アウターリードが本発
明のＢＧＡのボールに相当することからも、理にかなっ
ていると言える。
だ等のボール端子及び／又は、スティフナの取り付けを
行うという考え方は、後工程ではんだボールが汚染され
ることを懸念して実行されなかったが、半導体素子の組
み立て条件を最適化することによって可能であることが
実証された。これは、従来のリードフレームが金型など
のパンチング抜き加工でインナーリードとアウターリー
ドとが形成されるが、この場合、インナーリードが本発
明のＢＧＡの配線基板に相当し、アウターリードが本発
明のＢＧＡのボールに相当することからも、理にかなっ
ていると言える。
【００７０】
【発明の効果】本発明は、吸水性が高いポリイミド樹脂
製のテープを用いても、ポリイミドフィルムと封止用樹
脂との界面の剥離、又は、樹脂のクラック発生及びこれ
に伴い、インナーリードの変形など、パッケージの信頼
性を低下させ、歩留まりの低下に繋がる要因を除き、生
産性を高めることのできるボール端子及びスティフナ付
きフリップチップＢＧＡ用テープを得ることができる。
製のテープを用いても、ポリイミドフィルムと封止用樹
脂との界面の剥離、又は、樹脂のクラック発生及びこれ
に伴い、インナーリードの変形など、パッケージの信頼
性を低下させ、歩留まりの低下に繋がる要因を除き、生
産性を高めることのできるボール端子及びスティフナ付
きフリップチップＢＧＡ用テープを得ることができる。
【００７１】又、このテープを用いたフリップチップ構
造の半導体装置及びその製造方法は、インナーリードの
変形がなく、ボール及び／又は、スティフナはの取り付
け加工が確実に行える。
造の半導体装置及びその製造方法は、インナーリードの
変形がなく、ボール及び／又は、スティフナはの取り付
け加工が確実に行える。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すＢＧＡ用テー
プを部分的に断面してその構成を示す図。
プを部分的に断面してその構成を示す図。
【図２】本発明の第１に実施の形態を示し、ボール端子
及びスティフナ付きフリップチップＢＧＡ用テープの平
面図。
及びスティフナ付きフリップチップＢＧＡ用テープの平
面図。
【図３】図２の部分的拡大図。
【図４】本発明のＢＧＡ用テープの製造工程を説明する
図。
図。
【図５】本発明のＢＧＡ用テープのボール端子の他の実
施例を示す断面構成図。
施例を示す断面構成図。
【図６】従来のＴ−ＢＧＡ(Tape-Ball Grid Array)の概
略構造を示す断面図。
略構造を示す断面図。
５ ボール端子 ６ フレキシブル配線テープ ７ スティフナ ８ インナーリード
フロントページの続き (72)発明者 亀山 康晴 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電 線株式会社システムマテリアル研究所内 (56)参考文献 特開 平８−51128（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−4150（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−144735（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−209224（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−56110（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60 H01L 23/02 H01L 23/12 H01L 23/36
Claims (15)
- 【請求項１】ポリイミドフィルムより成るフレキシブル
配線テープと、前記フレキシブル配線テープの一方の面
に貼り付け加工されるスティフナと、前記フレキシブル
配線テープの他方の面に接着された銅箔に形成された配
線パターン、インナーリード及びボール端子形成用ラン
ドに搭載されたボール端子と、より成るボール端子及び
スティフナを有するフリップチップＢＧＡ用テープであ
って、 前記フレキシブル配線テープは、その後の工程で半導体
素子を搭載し、樹脂封止されるものであることを特徴と
するボール端子及びスティフナを有するフリップチップ
ＢＧＡ用テープ 。 - 【請求項２】前記ボール端子は、金属ボールより成るこ
とを特徴とする請求項１記載のフリップチップＢＧＡ用
テープ。 - 【請求項３】前記金属ボールは、Ｐｂ−Ｓｎ系共晶及び
高温はんだ、Ａｇ−Ｓｎ系高温はんだ、又は銅のいずれ
かから成ることを特徴とする請求項２記載のフリップチ
ップＢＧＡ用テープ。 - 【請求項４】前記ボール端子は、プラスチックにめっき
加工を施した導電性ボール端子であることを特徴とする
請求項１記載のフリップチップＢＧＡ用テープ。 - 【請求項５】前記プラスチックにめっき加工を施した導
電性ボール端子は、ポリイミド樹脂の球体に銅めっきを
施し、更にはんだめっきを施したことを特徴とする請求
項４記載のフリップチップＢＧＡ用テープ。 - 【請求項６】前記ボール端子は、前記銅箔を前記フレキ
シブル配線テープ面より突出するよう曲げ加工して形成
されることを特徴とする請求項１記載のフリップチップ
ＢＧＡ用テープ。 - 【請求項７】前記スティフナは、アルミ箔より成ること
を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の
フリップチップＢＧＡ用テープ。 - 【請求項８】前記スティフナは、ステンレス箔より成る
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記
載のフリップチップＢＧＡ用テープ。 - 【請求項９】前記スティフナは、金型で打ち抜き加工し
たガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）より成ることを特徴
とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のフリッ
プチップＢＧＡ用テープ。 - 【請求項１０】銅箔を一方の全面に接着したフレキシブ
ル配線テープを用意する工程と、前記銅箔をエッチング
し配線パターン、インナーリード及びボール端子形成用
ランドを形成する工程と、前記フレキシブル配線テープ
の他方の面に接着剤を介してスティフナを貼り付け加工
する工程と、前記スティフナの貼り付け加工後に前記接
着剤を硬化し、乾燥するための加熱工程と、前記ボール
端子形成用ランドにボール端子を形成する工程と、より
成ることを特徴とするＢＧＡ用テープの製造方法。 - 【請求項１１】前記ボール端子を形成する工程は、ボー
ル搭載機において複数個のボールを連続して形成するこ
とを特徴とする請求項１０記載のフリップチップＢＧＡ
用テープの製造方法。 - 【請求項１２】フレキシブル配線テープと、前記フレキ
シブル配線テープの一方の面に貼り付け加工されるステ
ィフナと、前記フレキシブル配線テープの他方の面に接
着された銅箔に形成された配線パターン、インナーリー
ド及びボール端子形成用ランドに搭載し接続されたボー
ル端子と、より成るボール端子及びスティフナを有する
フリップチップＢＧＡ用テープと、前記フレキシブル配
線テープ上に搭載され、前記インナーリードに接続され
る半導体素子と、前記半導体素子を前記フレキシブル配
線テープに封止固定する樹脂と、より成るフリップチッ
プ構造の半導体装 置。 - 【請求項１３】前記フレキシブル配線テープは、ポリイ
ミドフィルムより成ることを特徴とする請求項１２記載
のフリップチップ構造の半導体装置。 - 【請求項１４】銅箔を一方の全面に接着したフレキシブ
ル配線テープを用意する工程と、前記銅箔をエッチング
し配線パターン、インナーリード及びボール端子形成用
ランドを有するフリップチップＢＧＡ用テープを形成す
る工程と、前記フレキシブル配線テープの他方の面に接
着剤を介してスティフナを貼り付け加工する工程と、前
記スティフナの貼り付け加工後に前記接着剤を硬化し、
乾燥するための加熱工程と、前記インナーリードに接続
され、前記フレキシブル配線テープ上に半導体素子を搭
載する工程と、前記半導体素子の搭載後に前記フレキシ
ブル配線テープのボール端子形成用ランドにボール端子
を接続する工程と、より成ることを特徴とするＢＧＡ用
テープを用いたフリップチップ構造の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項１５】銅箔を一方の全面に接着したフレキシブ
ル配線テープを用意する工程と、前記銅箔をエッチング
し配線パターン、インナーリード及びボール端子形成用
ランドに搭載されたボール端子とを有するフリップチッ
プＢＧＡ用テープを形成する工程と、前記インナーリー
ドに接続され、前記フレキシブル配線テープ上に半導体
素子を搭載する工程と、前記半導体素子の搭載後に前記
フレキシブル配線テープの他方の面にスティフナの貼り
付け加工をする工程と、より成ることを特徴とするＢＧ
Ａ用テープを用いたフリップチップ構造の半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19105397A JP3312580B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | ボール端子及びスティフナを有するフリップチップｂｇａ用テープ、及びこのｂｇａ用テープの製造方法、このｂｇａ用テープを用いたフリップチップ構造の半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19105397A JP3312580B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | ボール端子及びスティフナを有するフリップチップｂｇａ用テープ、及びこのｂｇａ用テープの製造方法、このｂｇａ用テープを用いたフリップチップ構造の半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1140616A JPH1140616A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3312580B2 true JP3312580B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=16268117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19105397A Expired - Fee Related JP3312580B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | ボール端子及びスティフナを有するフリップチップｂｇａ用テープ、及びこのｂｇａ用テープの製造方法、このｂｇａ用テープを用いたフリップチップ構造の半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312580B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100797220B1 (ko) | 2006-11-21 | 2008-01-23 | 엘에스전선 주식회사 | 라미네이션 공정을 포함하는 연성 동박 적층판의 제조 방법 |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP19105397A patent/JP3312580B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1140616A (ja) | 1999-02-12 |
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