JP3687658B2

JP3687658B2 - Film carrier tape for COF

Info

Publication number: JP3687658B2
Application number: JP2003097024A
Authority: JP
Inventors: 勝美鈴木; 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: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004304046A

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（Chip on Film又はChip on Flex）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（Chip on Film 又はChip on Flex）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１０．０ＧＰａ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]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a film carrier tape for mounting a semiconductor chip to constitute a semiconductor package. In particular, the present invention relates to a film carrier tape for COF (Chip on Film or Chip on Flex) which has no device holes and flying leads and is formed in a state where fine wiring (lead) made of copper foil is bonded to a polyimide tape material.
[0002]
[Prior art]
With the demand for downsizing, thinning, and high definition of electronic devices, the wiring of a substrate on which an electronic component such as an IC is mounted has been miniaturized. A TAB film carrier tape 1 shown in FIG. 5 is used as a substrate having fine wiring. The tape 1 is provided with a device hole 2 of an IC mounting portion, and an inner lead protrudes into the device hole 2. 3 structure. As shown in FIG. 5, the TAB film carrier tape 1 is bonded to a flying lead 3 in which an IC chip 7 on which gold bumps 6 are formed is set on a heating stage 5 and tin-plated with a CCD camera 8. Are aligned with the gold bump 6 and then pressed with a heating tool 9 at a predetermined temperature for a predetermined time to perform Au—Sn eutectic bonding.
[0003]
However, if the wiring pitch of the inner leads is less than 40 μm, it is difficult to form the flying leads themselves, and the lead pins are easily bent, so that it is difficult to join the IC. One solution is a packaging method called COF (Chip on Film or Chip on Flex). The COF method is particularly small and light when mounting a driver chip for driving a liquid crystal directly on a lead on a polyimide substrate and connecting it to a liquid crystal panel. Effective when required.
[0004]
As shown in FIG. 6, this COF method uses a two-layer substrate material 4 in which a copper foil is bonded to a polyimide tape by a metalizing (plating) method or a casting method, has no device holes and flying leads, and is based on a copper foil. The fine wiring is formed in a state of being bonded to the polyimide tape material. Therefore, there is no deformation of the lead, and the copper foil is thin, so that ultra fine wiring with a pitch of 40 μm or less is possible.
[0005]
In the COF bonding method, as shown in FIG. 6, an IC chip 7 on which gold bumps 6 are formed is set on a heating stage 5, and tin is passed through a polyimide 4 a of a two-layer substrate COF tape 4 by a CCD camera 8. After aligning the plated lead 4b and the gold bump 6, the Au-Sn eutectic bonding is performed by heating with a heating tool 9 having a predetermined temperature for a predetermined time. For this reason, the heating tool 9 is not soiled. However, since the alignment recognizes the lead 4b through the polyimide, the polyimide is required to be thin and transparent. Usually, the thickness of polyimide is 12.5, 20, 25, or 38 μm.
[0006]
In COF bonding, since heat bonding is performed through polyimide, heat transfer of the heating tool 9 is inhibited as compared with TAB bonding. Therefore, in order to form the same Au—Sn eutectic, TAB bonding is used. In comparison, the temperature of the heating tool 9 needs to be increased.
[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 there is a possibility that 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 contraction 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, adhesion of the COF tape (polyimide) to the heating tool 9 is likely to occur, resulting in poor bonding between the leads and the bumps. As a countermeasure, it may be possible to lower the temperature of the heating tool 9 and increase the pressurization time to give the amount of heat necessary to produce the Au—Sn eutectic alloy. Sex is reduced.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide a film carrier tape for COF that can prevent a bonding failure between a lead and a bump even when the heating tool temperature is increased in COF bonding and bonding is performed in a short time.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. In order to prevent bonding failure between a lead and a bump even when bonding is performed in a short time using a high heating tool temperature in COF bonding, a tape-like insulation is provided. 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 heat-pressed to a bump formed on a semiconductor chip using a heating tool at a predetermined temperature via an insulating film A film carrier tape for COF in which 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. Is.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present inventor manufactured COF tapes with various polyimide materials, and investigated the state of tape adhesion to the heating tool using a pulse tool experimental device. As a result, it was found that the temperature attached to the heating tool differs depending on the type of polyimide. As a result of investigating the cause, it was found that the dynamic elastic modulus was different depending on the type of polyimide, and the temperature profile was also different. That is, at a heating tool temperature of 300 ° C. or more generally used in COF bonding, the dynamic elastic modulus of polyimide rapidly 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 polyimide material is not selected, a phenomenon that the lead is peeled off from the bump, that is, so-called “tape peeling” is likely to occur in the bonding operation. Even if the lead and the bump are joined, a so-called “joint void failure” or “fillet failure” is likely to occur at the joint, and there is a high possibility that a defective product that does not pass the reliability test is generated. For this reason, 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 is bonded to the back surface of the insulating film (base film) at a heating tool temperature of 300 to 400 ° C. ing.
[0013]
Here, as an index indicating the dynamic viscoelasticity of a sample, a complex elastic modulus, a storage elastic modulus, and a loss elastic modulus are generally used. In the present invention, the “dynamic elastic modulus” refers to the storage elasticity of these indexes. Means rate. The storage elastic modulus (E ′) represents the stress necessary for reversibly deforming the material, and if E ′ is large, it indicates that the energy required for deformation is large. Is done. The storage elastic modulus (E ′) of each sample is determined by dynamic viscoelasticity measurement in which sinusoidal stress is applied to the sample and the phase delay of the strain from the stress is detected. A perfect elastic body has a phase delay of 0, and an ideal viscous body has a phase delay of π / 2. 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 expressed by a vector. At this time, the elastic modulus is expressed as a complex number. The following relationships hold among the complex elastic modulus (E ^* ), storage elastic modulus (E ′), and loss elastic modulus (E ″): E ^* = E ′ + E ″, E ′ = E ^* cos δ, 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. A phenomenon in which the lead is peeled off from the bump before the Au—Sn eutectic alloy is deposited and lifted. As described above, the cause of the “tape peeling” is that the dynamic elastic modulus of polyimide rapidly decreases at a high temperature and the polyimide adheres to the heating tool.
[0014]
“Bonded void” means that when a tin-plated COF tape lead is heat-pressed to a gold bump of a chip, a void (gap) is generated between the bump and the lead, and the adhesive strength (peel strength) of the lead is lowered. A phenomenon. The cause of “joint void failure” is that the conventional COF tape having a low dynamic elastic modulus is likely to stick to the heating tool, so gold-tin formed between the gold of the bump and the tin plated on the lead The COF tape and leads are lifted together with the heating tool before the eutectic is completely formed.
[0015]
“Fillet failure” means that when a tin-plated COF tape lead is thermocompression bonded to a chip gold bump, the fillet (molten gold bump) falls without being raised around the lead, and the lead adhesive strength (peel strength) A phenomenon that decreases. The cause of the “fillet failure” is that the conventional COF tape having a low dynamic elastic modulus is likely to stick to the heating tool, so that the gold-tin tin formed between the gold of the bump and the tin plated on the lead Before the eutectic is completely formed, the COF tape and leads are lifted along with the heating tool, thereby pulling the fillet into the gap between the leads and the bumps.
[0016]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0017]
Example 1.
Table 1 shows the heating tool at various heating tool temperatures in the film carrier tape for COF of Example 1 according to the present invention (production conditions will be described later) and the film carrier tape for conventional COF (Conventional Examples 1 and 2). The experimental result which evaluated tape adhesion of this is shown.
[0018]
[Table 1]

As is apparent from Table 1, in Example 1, the adhesion to the heating tool does not occur up to 400 ° C., whereas in the conventional examples 1 and 2, the 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 practical for COF bonding. Bonding failure between the lead and the bump can be prevented in the heating tool temperature range.
[0020]
In Example 1, the dynamic elastic modulus of the backing film 4c backed on the back surface of the base film 4a is 10.0 to 13.5 GPa at a heating tool temperature of 300 to 400 ° C. as shown in FIG. , it is greater than the 1 0.0GPa always. Moreover, as shown in FIGS. 3 and 4, when comparing the temperature profiles of the dynamic elastic modulus of 300 to 400 ° C., Example 1 (FIG. 3) of the present invention has the conventional examples 1 and 2 (FIG. 4). ) Has a remarkably small decrease in dynamic modulus.
[0021]
The manufacturing method (conditions) of the film carrier tape for COF of Example 1 is as follows. As shown in FIG. 1, the dynamic elastic modulus is 13.5 to 10.3 on the back surface of a base film 4a made of a polyimide film called Kapton EN (trade name) and Upilex XT (trade name) with a thickness of 38 μm. Plasma treatment of the tape backed with a backing film 4c made of a polyimide film called 0 (300-400 ° C.) GPa, 25 μm thick Upilex S (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd.), followed by sputtering treatment A chromium / nickel alloy seed layer was applied. The tape is immersed in a copper plating solution, and copper is plated by electrolytic plating using a metal film as a cathode, and then copper leads 4b (wiring patterns and leads) are formed by etching. Further, electroless tin plating (on the copper leads 4b) ( (Not shown), a solder resist 10 having a desired pattern was formed, and a film carrier tape 4 for COF was prepared.
[0022]
On the other hand, the film carrier tapes for COF of Conventional Examples 1 and 2 were prepared by the same method as in Example 1 using the constituent materials shown in FIG. 6 (the base film 4a is 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 of bonding failures (indicated by% in parentheses) when 10,000 pieces of each sample are produced.
[0024]
[Table 2]

In Example 1, since there is no tape adhesion to the heating tool, the number of bonding failures is 0 (0%). On the other hand, in the prior art example 1, the tape adheres to the heating tool, the total number of bonding failures is 2 Kpcs (= 2000 pieces), and the ratio is 20%. Moreover, in the prior art example 2, the tape adheres to the heating tool, the total number of bonding failures is 4 Kpcs (= 4000 pieces), and the ratio is 40%.
[0025]
As described above, the film carrier tape for COF 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., so that the bonding failure in COF bonding is greatly reduced. Improved.
[0026]
Example 2
In Example 2 according to the present invention, a backing film 4c having a temperature profile (FIG. 3) with a dynamic elastic modulus similar to that of the COF film carrier tape of Example 1 was used.
[0027]
The manufacturing method (conditions) of 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 the surface of a base film 4a made of a polyimide film called Espanex (trade name) having a thickness of 40 μm and Upilex VT (trade name). After joining SLP and SQ-VLP by the casting method, on the back surface of the base film 4a, 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 The copper lead 4b (wiring pattern and lead) is formed by etching a tape with a backing film 4c made of a polyimide film called), and electroless tin plating (not shown) is applied on the copper lead 4b. A solder resist 10 having a desired pattern was formed, and a film carrier tape 4 for COF was prepared.
[0028]
On the other hand, the film carrier tape for COF of Conventional Example 3 was prepared in the same manner as in Example 2 using the constituent materials shown in FIG. 6 (the base film 4a was the same material as in Example 1).
[0029]
Table 3 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 3, the bonding failure rate (/ 10 Kpcs) is indicated by the number and ratio of bonding failures (indicated by% in parentheses) when 10,000 pieces of each sample are produced.
[0030]
[Table 3]

In Example 2, since there is no tape adhesion to the heating tool, the number of bonding failures is 0 (0%). On the other hand, in the conventional example 3, the tape adheres to the heating tool, the total number of bonding failures is 5 Kpcs (= 5000 pieces), and the ratio is 50%.
[0031]
As described above, the film carrier tape for COF 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 the bonding failure in COF bonding is greatly reduced. Improved.
[0032]
In Examples 1 and 2 above, an example in which the backing film 10 is bonded to the entire back side of the base film 4a has been shown, but the bonding is performed at the center portion of the COF film carrier tape with which the heating tool comes into contact. The backing film 4c may be bonded only to the center portion (portion corresponding to the lead) of the tape.
[0033]
Moreover, in said Example 1, 2, although the backing film showed the example of 25 micrometers, it is preferable to have a thickness of 50 micrometers 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 wiring pattern lead is formed on the bump formed on the semiconductor chip using a heating tool at a predetermined temperature. In a COF film carrier tape used for COF bonding in which heat bonding is performed through 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 a bonding failure between the lead and the bump even when bonded in a short time using a high heating tool temperature in COF bonding.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-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 dynamic elastic modulus of a 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 cross-sectional view showing a conventional TAB film carrier tape.
FIG. 6 is a 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 heat-bonded.
[Explanation of symbols]
1: 3-layer substrate TAB tape 2: Device hole 3: Flying lead 4: 2-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 the lead of the wiring pattern is heat-pressed through the insulating film to a bump formed on the semiconductor chip using a heating tool at a predetermined temperature In the film carrier tape for COF used in the above, at least a substantial part of the back surface of the insulating film that is heated in contact with the heating tool is 10.0 GPa or more at the heating tool temperature of 300 to 400 ° C. A film carrier tape for COF, wherein a backing film having an elastic modulus is bonded.

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

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