JP3326085B2 - ＴＡＢテープ並びにそれに用いるＢｅ−Ｃｕ合金箔およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体チップ等
の電子部品を配線板に実装するのに適したリード部をも
つＴＡＢテープに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＴＡＢテープは、通常、図１に示すよう
に、スプロケットホイール１のついた長尺のテープ２上
に、銅箔を貼り、これをさらにフォトエッチングして銅
製のインナーリード（チップボンディング用のフィンガ
ー）３および銅製のアウターリッド（外部接続用のフィ
ンガー）４を形成したものである。

【０００３】上記の工程をもう少し詳しく説明すると、
長尺テープ状のポリイミド等の樹脂に、デバイスホール
５を打ち抜き加工後、回路を形成する導体として35〜18
μm 程度の厚みの銅箔をラミネートし、次にこの銅箔に
レジスト塗布、パターンの焼付け、露光、現像ついでエ
ッチング処理を施したのち、レジストの剥離除去後、め
っきという工程を経て、図１に示すようなリード部をも
つ微細なパターンを形成するものである。ここに、イン
ナーリード部には、半導体チップとのボンディング性改
善のために、通常Snめっきが施される。

【０００４】ところで、近年、マルチメディアを担う電
子機器の高密度実装化の動きが強まり、ＴＡＢテープに
おいてもインナーリードのピッチ間隔を現在の 100μm
から75μm 、さらには50〜40μm あるいはそれ以下にす
ることが望まれている。このような、インナーリードピ
ッチ間隔の低減には、ＴＡＢテープのファインピッチ化
が重要となるが、このファインピッチ化には、銅箔に回
路を形成するエッチング技術やインナーリードにバンプ
を介して半導体チップと結合するボンディング技術の改
良もさることながら、とくに銅箔そのもののエッチング
性および強度の改善が決め手になる。

【０００５】このため、電解銅箔に替わって、よりエッ
チング性に優れ、また強度も高い圧延銅箔の使用が試み
られたが、それでも十分とはいえなかった。この点、近
年に至り、高プロファイル用の電解銅箔が開発され、フ
ァインピッチのＴＡＢテープに適用され始めている。し
かしながら、この高プロファイル用の電解銅箔を用いて
も、インナーリードのピッチ間隔を75μm 以下にするこ
とは容易でなく、エッチング歩留り、ボンディング歩留
り等の低下を招いてコスト高になるだけでなく、十分な
信頼性が得られないところに問題を残していた。

【０００６】なお、銅合金箔からのアプローチは、たと
えば特公平８-15170号公報および８-19499号公報などに
提案がなされているが、実用化には至っていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したようなＴＡＢ
テープの技術ニーズと、それを達成する上で極めて重要
な銅箔の現状に鑑み、発明者らは、ベリリウム−銅合金
の高強度と高導電率に着目して、75μm 以下のファイン
ピッチＴＡＢテープの開発を進めた。その結果、ベリリ
ウム−銅合金箔は、高プロファイル用の電解銅箔よりも
エッチング性に優れるだけでなく、従来、高強度になれ
ばなるほどひどくなると言われてきたSnめっきのウイス
カーの問題についても、十分にクリアーできることの知
見を得た。

【０００８】この発明は、上記の知見に立脚するもの
で、従来の銅箔に替えて、ベリリウム−銅合金箔を用い
ることにより、ファインピッチＴＡＢテープの製造性と
半導体チップとのボンディング性を同時に解決し、かく
して75μm ピッチ以下のファインピッチＴＡＢテープの
実用化を可能ならしめたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、Be：0.2 〜0.7 wt％ CoおよびNiのうちから選んだ少なくとも一種：1.4 〜2.
7 wt％ を含み、残部は実質的にCuの組成になり、かつ導電率が
30％IACS以上の 導電率に富むBe−Cu合金箔と屈曲性樹脂
とを積層してなるＴＡＢテープ（第１発明）である。

【００１０】他方、この発明は、Be：0.2 〜0.7 wt％ CoおよびNiのうちから選んだ少なくとも一種：1.4 〜2.
7 wt％を含み、残部は実質的にCuの組成になり、かつ導
電率が30％IACS以上であるＴＡＢテープ用のBe−Cu合金
箔（第２発明）である。

【００１１】また、この発明は、Be：0.2 〜0.7 wt％ CoおよびNiのうちから選んだ少なくとも一種：1.4 〜2.
7 wt％を含み、残部は実質的にCuの組成になるBe−Cu合
金を、 900〜1000℃、 0.2〜２min の溶体化処理後、70
〜95％で仕上げ圧延し、ついで 240〜380 ℃、 0.1〜５
ｈの歪取り焼鈍を施したことを特徴とするＴＡＢテープ
用のBe−Cu合金箔の製造方法（第３発明）である。

【００１２】さらに、この発明は、Be：0.2 〜0.7 wt％ CoおよびNiのうちから選んだ少なくとも一種：1.4 〜2.
7 wt％を含み、残部は実質的にCuの組成になるBe−Cu合
金を、 900〜1000℃、 0.2〜２min の溶体化処理後、70
〜95％で仕上げ圧延し、ついで 140〜390 ℃、 0.1〜５
ｈの歪取り焼鈍を施したことを特徴とするＴＡＢテープ
用のBe−Cu合金箔の製造方法（第４発明）である。

【００１３】またさらに、この発明は、Be：0.2 〜0.7
wt％ CoおよびNiのうちから選んだ少なくとも一種：1.4 〜2.
7 wt％を含み、残部は実質的にCuの組成になるBe−Cu合
金を、 900〜1000℃、 0.2〜２min の溶体化処理後、70
〜95％で仕上げ圧延し、ついで 400〜600 ℃、 0.1〜５
ｈの硬化処理を施したことを特徴とするＴＡＢテープ用
のBe−Cu合金箔の製造方法（第５発明）である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体的に説明す
る。Be−Cu合金箔は、銅箔に比べると基本的に強度に優
れるけれども、この発明で必要とする強度と導電率の両
者を併せて満足させるには、Be−Cu合金の組成は、Be：
0.2 〜0.7 wt％、Coおよび／またはNi：1.4 〜2.7 wt％
を含み、残部は実質的にCuからなる組成とする必要があ
る。そして、かかる組成になる合金を、 900〜1000℃、
0.2〜２min の溶体化処理後、70〜95％で仕上げ圧延
し、ついで 240〜380 ℃または 140〜390 ℃、 0.1〜５
ｈの歪取り焼鈍を施すか、あるいは 400〜600 ℃、 0.1
〜５ｈの硬化処理を施すことにより、強度に優れ、しか
も導電率が30％IACS以上である高プロファイル性の回路
用導体が得られるのである。

【００１５】以下、Be−Cu合金の成分組成を上記の範囲
に限定した理由について述べる。 Be：0.2 〜0.7 wt％ Beは、強度の向上に有用な元素であるが、含有量が 0.2
wt％未満ではその添加効果に乏しく、一方0.7 wt％を超
えると電導性の劣化を招くので、Be量は 0.2〜0.7 wt％
の範囲に限定した。

【００１６】Coおよび／またはNi：1.4 〜2.7 wt％ CoおよびNiはそれぞれ、コバルトベリライドやニッケル
ベリライドを形成して強度の向上に有効に寄与するが、
含有量が 1.4wt％に満たないと上記したベリライドの生
成量が少なく、十分満足いくほどの強度を得ることがで
きず、一方 2.7wt％を超えて添加するとベリリウムと結
びつかない過剰量の残存により電導性が損なわれるの
で、CoおよびNiは単独添加または複合添加いずれの場合
においても1.4〜2.7 wt％の範囲で含有させるものとし
た。

【００１７】また、ＴＡＢテープの基材としては、ポリ
イミド、ポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥ
Ｓ）およびポリパラバニック酸（ＰＰＡ）などの屈曲性
に富む樹脂が有利に適合する。

【００１８】さらに、テープ基材と回路用導体とを接合
する接着剤については、ＴＡＢ用として従来公知のもの
いずれもが使用できる。特に好ましい接着剤は、エポキ
シ系およびアクリル系樹脂である。

【００１９】次に、Be−Cu合金箔の好適製造条件につい
て説明する。 溶体化処理：900 〜1000℃， 0.2〜２ min この溶体化処理は、導電率が44％IACS以下でかつ平均結
晶粒径が20μm 以下の好適素材を得るために行うもので
ある。というのは、処理後の導電率が44％IACSを超える
と、合金元素の溶体化が不十分で、後述する熱処理後に
適切な強度と導電率を併せて得ることが難しく、また平
均結晶粒径が20μm を超えると、引き続く仕上げ圧延で
大きな圧下率を採用できず、最終的に最良の強度を確保
できないばかりでなく、高プロファイルを得るエッチン
グ性も損なわれるからである。

【００２０】ここに、溶体化処理における処理温度が 9
00℃に満たなかったり、処理時間が0.2 min に満たない
と合金元素の拡散が不十分で、処理後の導電率が44％IA
CSを超えるおそれがあり、一方1000℃を超えたり、２ m
inを超えると結晶粒の成長が著しく、平均結晶粒径が20
μm を上回るおそれが生じるので、溶体化処理は 900〜
1000℃， 0.2〜２ minで行う必要がある。

【００２１】仕上げ圧延圧下率：70〜95％ 仕上げ圧延における圧下率が70％未満の条件で薄い箔を
製造するためには、溶体化処理工程での板厚を極めて薄
くする必要が生じ、経済的な溶体化処理が困難となり、
一方圧下率が95％を超えると加工硬化により圧延時に耳
部から割れが発生し易くなるので、仕上げ圧延における
圧下率は70〜95％の範囲に限定した。

【００２２】上記の仕上げ圧延後、熱処理を施し、所望
の強度および導電率を発現させてＴＡＢテープ用回路導
体とするわけであるが、この発明は、この熱処理に特徴
がある。すなわち、ＴＡＢテープのインナーリードに
は、前述したとおり、半導体チップとのボンディング性
を良くするためにSnめっきが施されるが、このSnめっき
層からはウィスカーの成長が認められ、しばしばインナ
ーリード間の電気的短絡をもたらす。半導体チョプ搭載
後はその部分は樹脂封止されるので、在庫期間を考慮し
て、Snめっきウィスカーの成長許容量を（１／２インナ
ーリード間隔）／月以下としている。すなわち、40μm
ピッチのＴＡＢテープでは10μm ／月以下が要求され
る。

【００２３】ところで、Snめっきウィスカーの成長を抑
制するには、Snめっき後のアニールが効果的であること
が知られている。従って、通常は、Snめっき後に 120℃
程度の温度でアニールが施されるが、かようなアニール
処理は工程的にもコスト的にも不利である。この点、第
３発明に従う熱処理、すなわち 240〜380 ℃の温度での
歪取り焼鈍を施せば、かようなアニール処理を省略する
ことができる。また、第４発明に従う熱処理、すなわち
140〜390 ℃の温度での歪取り焼鈍であれば、アニール
温度を低くすることができる。さらに、第５発明に従う
熱処理、すなわち 400〜600 ℃の温度での硬化処理で
は、通常のアニールを必要とするけれども、かような硬
化処理を施すことによって材料の持つ特性を最大限引き
出すことができ、従ってこの場合には特に優れた特性を
得ることができる。

【００２４】以下、これらの熱処理について具体的に説
明する。図２に、仕上げ圧延後の熱処理温度とSnめっき
ウィスカーの成長速度との関係について調べた結果を示
す。同図から明らかなように、熱処理温度が 240〜380
℃であれば、Snめっき後に特にアニール処理を施さなく
ても、ウィスカーの成長速度を10μm ／月以下に抑制す
ることができる。また、図３には、仕上げ圧延後の熱処
理温度と導電率との関係について調査した結果を示す
が、熱処理温度が 240〜380 ℃であれば、35％IACS以上
の導電率を得ることができる。そこで、第３発明では、
仕上げ圧延後の熱処理温度につき、 240〜380 ℃の範囲
に限定したのである。なお、熱処理時間については、0.
1 ｈに満たないと歪取りが不十分なため35％IACS以上の
導電率が得難く、一方５ｈを超えると、コバルトベリラ
イドやニッケルベリライドの析出が進行し、後述する硬
化処理の領域に入るので、 0.1〜５ｈの範囲に限定し
た。

【００２５】次に、図４に、Snめっき後 100℃, １ｈの
アニールを行った場合における、仕上げ圧延後の熱処理
温度とSnめっきウィスカーの成長速度との関係について
調べた結果を示す。同図から明らかなように、熱処理温
度が 140〜390 ℃であれば、Snめっき後のアニール温度
を従来よりも低い 100℃に設定しても、ウィスカーの成
長を10μm／月以下に抑制することができる。また、前
掲図３に示したように、この温度範囲であれば30％IACS
以上の導電率を得ることができ、この点でも問題ない。
そこで、第４発明では、仕上げ圧延後の熱処理温度につ
き、 140〜390 ℃の範囲に限定したのである。処理時間
についは、第３発明の場合と同様である。

【００２６】次に、図５に、Snめっき後 140℃, １ｈの
アニールを行った場合における、仕上げ圧延後の熱処理
温度とSnめっきウィスカーの成長速度との関係について
調べた結果を示す。同図から明らかなように、アニール
処理温度を 140℃とすれば、仕上げ圧延後に 400〜600
℃という高温で硬化処理を行っても、ウィスカーの成長
を10μm ／月以下に抑制することができる。また、この
ような高温度域での熱処理（硬化処理）は、材料の持つ
特性を最大限引き出すことができるという利点がある。
実際、導電率については、前掲図３に示したように、45
％IACS以上という優れた値を得ることができた。

【００２７】また、図６および図７にはそれぞれ、従来
の電解銅箔、圧延銅箔、高プロファイル電解銅箔および
この発明に従い得られたBe−Cu合金箔の引張り強さおよ
びプロファイル性（エッチファクターで評価）について
の調査結果を比較して示したが、この発明に従うBe−Cu
合金箔は強度およびプロファイル性とも従来材に比較し
て格段に優れている。特に、仕上げ圧延後、 400〜600
℃という高温で硬化処理を行うと、ウィスカーの成長抑
制の観点からは従来同様、高温でのアニール処理が必要
となるものの、かような硬化処理を施すことによって、
強度（75〜90 kgf/mm²）およびプロファイル性（ 5.5〜
7.0 ）について従来比類のない効果を得ることができ
る。そこで、第５発明では、仕上げ圧延後の熱処理温度
につき、 400〜600 ℃の範囲に限定したのである。な
お、処理時間については、0.1 ｈに満たないと45％IACS
以上という優れた導電率が得難く、一方５ｈを超える
と、導電率が65％IACSを超える過時効軟化領域となり、
かえって強度の劣化を招くだけでなく、Snめっきウィス
カーの発生を助長するようになるので、 0.1〜５ｈの範
囲に限定した。

【００２８】かくして、強度、導電率およびプロファイ
ル性に優れるだけでなく、Snめっきウィスカーに対して
も適切に対処することができる、ファインピッチＴＡＢ
テープ用回路導体として最適なBe−Cu合金箔を得ること
ができる。ここに、Be−Cu合金箔の好適厚みは、インナ
ーリード 100〜75μm ピッチに対しては25〜18μm 、75
〜50μm ピッチに対しては18μm 、50μm ピッチ以下に
対しては18〜12μm 程度とすることが望ましい。という
のは、各ピッチ範囲に対して、厚みが上限を超えるとイ
ンナーリードのエッチング切れ性が悪くなり、一方下限
を下回るとハンドリング性が悪くなり、工程内歩留りが
低下するからである。

【００２９】

【実施例】実施例１ 表１に示す種々の組成になるBe−Cu合金を、同表示す条
件で処理し、Be−Cu合金箔とした。かくして得られたBe
−Cu合金箔の引張り強さ、導電性およびプロファイル性
（エッチファクター）について調べた結果を、表２に示
す。また表２には、上記のBe−Cu合金箔を、厚み：75μ
m のポリイミド樹脂フィルムに貼着したのち、フォトエ
ッチングによりリード部を形成し、ついでSnめっきを施
してから、種々の温度でアニール処理を施した後のSnめ
っきウィスカーの成長速度について調べた結果も併記す
る。さらに表２には、表１に示す従来の銅箔についての
調査結果も併せて示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】表２より明らかなように、この発明に従い
得られたBe−Cu合金箔はいずれも、引張り強さ、導電性
およびプロファイル性とも良好な値が得られただけでな
く、Snめっきウィスカーの成長速度も格段に遅く、この
点でも従来材に比較して勝っている。

【００３３】さらに、上記の用にして得たファインピッ
チＴＡＢテープに半導体チップを搭載したところ、従来
の銅箔に比べてハンドリングに伴うトラブルが少なく、
またインナーリードのエッチング切れ性も良好であり、
さらに半導体チップとのボンディング時におけるインナ
ーリードの折れ、曲がりのトラブルも少なく、Snめっき
ウィスカーの問題もクリアーできた。

【００３４】

【発明の効果】かくしてこの発明によれば、引張り強
さ、導電性およびプロファイル性に優れるだけでなく、
耐Snめっきウィスカー性にも優れた回路用Be−Cu合金箔
を得ることができ、ひいては75μm ピッチ以下のファイ
ンピッチＴＡＢテープの実用化に大きく貢献するものと
期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＴＡＢテープの要部説明図である。

【図２】仕上げ圧延後の熱処理温度とSnめっきウィスカ
ーの成長速度との関係を示したグラフである。

【図３】仕上げ圧延後の熱処理温度と導電率との関係を
示したグラフである。

【図４】Snめっき後 100℃, １ｈのアニールを行った場
合における、仕上げ圧延後の熱処理温度とSnめっきウィ
スカーの成長速度との関係を示したグラフである。

【図５】Snめっき後 140℃, １ｈのアニールを行った場
合における、仕上げ圧延後の熱処理温度とSnめっきウィ
スカーの成長速度との関係を示したグラフである。

【図６】従来の電解銅箔、圧延銅箔、高プロファイル電
解銅箔およびこの発明に従うBe−Cu合金箔について、熱
処理後の引張り強さを比較して示した図である。

【図７】従来の電解銅箔、圧延銅箔、高プロファイル電
解銅箔およびこの発明に従うBe−Cu合金箔について、熱
処理後のプロファイル性（エッチファクターで評価）を
比較して示した図である。

【符号の説明】

１ スプロケットホイール、２ 長尺テープ、３ イン
ナーリード、４ アウターリード、５ デバイスホール

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Be：0.2 〜0.7 wt％ CoおよびNiのうちから選んだ少なくとも一種：1.4 〜2.
   7 wt％ を含み、残部は実質的にCuの組成になり、かつ導電率が
   30％IACS以上の 導電率に富むBe−Cu合金箔と屈曲性樹脂
   とを積層してなるＴＡＢテープ。
2. 【請求項２】Be：0.2 〜0.7 wt％ CoおよびNiのうちから選んだ少なくとも一種：1.4 〜2.
   7 wt％ を含み、残部は実質的にCuの組成になり、かつ導電率が
   30％IACS以上であるＴＡＢテープ用のBe−Cu合金箔。
3. 【請求項３】Be：0.2 〜0.7 wt％ CoおよびNiのうちから選んだ少なくとも一種：1.4 〜2.
   7 wt％ を含み、残部は実質的にCuの組成になるBe−Cu合金を、
   900〜1000℃、 0.2〜２min の溶体化処理後、70〜95％
   で仕上げ圧延し、ついで 240〜380 ℃、 0.1〜５ｈの歪
   取り焼鈍を施したことを特徴とするＴＡＢテープ用のBe
   −Cu合金箔の製造方法。
4. 【請求項４】Be：0.2 〜0.7 wt％ CoおよびNiのうちから選んだ少なくとも一種：1.4 〜2.
   7 wt％ を含み、残部は実質的にCuの組成になるBe−Cu合金を、
   900〜1000℃、 0.2〜２min の溶体化処理後、70〜95％
   で仕上げ圧延し、ついで 140〜390 ℃、 0.1〜５ｈの歪
   取り焼鈍を施したことを特徴とするＴＡＢテープ用のBe
   −Cu合金箔の製造方法。
5. 【請求項５】Be：0.2 〜0.7 wt％ CoおよびNiのうちから選んだ少なくとも一種：1.4 〜2.
   7 wt％ を含み、残部は実質的にCuの組成になるBe−Cu合金を、
   900〜1000℃、 0.2〜２min の溶体化処理後、70〜95％
   で仕上げ圧延し、ついで 400〜600 ℃、 0.1〜５ｈの硬
   化処理を施したことを特徴とするＴＡＢテープ用のBe−
   Cu合金箔の製造方法。