JP3700297B2 - Tab用接着剤付きテープの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、TAB(テープ・オートメーテッド・ボンディング)方式と称する半導体集積回路実装用テープ(以下、TABテープと略す)に使用される接着剤付きテープに関するものである。さらに詳しくは該テープの接着剤の流動性に関し、TABテープの製造工程において、接着剤のはみ出しやTABリードの接続不良や密着不良がなく、加工性および生産性に優れたTAB用接着剤付きテープを提供することに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、TAB用テープは、ポリイミドフィルム等の可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、接着剤層および保護フィルム層として離型性を有するポリエステルフィルム等を積層した3層構造より構成されている。
【0003】
TAB用テープは、(1)スプロケットおよびデバイス孔の穿孔、(2)銅箔との熱ラミネート、(3)接着剤加熱キュア、(4)パターン形成(レジスト塗布、エッチング、レジスト除去)、(5)スズまたは金メッキ処理などの加工工程を経てTABテープ(パターンテープ)に加工される。図1にパターンテープの形状を示す。図2に半導体装置の一態様の断面図を示す。パターンテープのインナーリード部6を、半導体集積回路8の金バンプ10に熱圧着(インナーリードボンディング)し、半導体集積回路(IC)を搭載する。次いで、封止樹脂9による樹脂封止工程を経て半導体装置が作成される。このような半導体装置をテープキャリアパッケージ(TCP)型半導体装置と称する。TCP型半導体装置は、他の部品を搭載した回路基板等とアウターリード7を介して接続(アウターリードボンディング)され、電子機器への実装がなされる。
【0004】
一方、近年の電子機器の小型・軽量化に伴い、半導体パッケージも高密度実装化を目的に、従来の接続端子(アウターリード)をパッケージ側面に配列していたQFP(クワッド・フラット・パッケージ)、SOP(スモール・アウトライン・パッケージ)に代わり、パッケージの裏面に接続端子を配列するBGA(ボールグリッドアレイ)、CSP(チップスケールパッケージ)が一部用いられるようになってきた。BGA、CSPがQFP、SOPと構造的に最も大きく異なる点は、前者は、インターポーザーと称される基板を必要とするのに対し、後者は金属製のリードフレームを用いることにより必ずしも基板を必要としない点にある。ここでいうインターポーザーは、ガラスエポキシ基板やポリイミド等の有機絶縁性フイルムに銅箔を張り合わせたものが一般的に用いられる。したがって、これらBGA、CSPなどの半導体装置にも本発明のTAB用接着剤付きテープを使用することができ、得られたBGA、CSPも本発明の半導体装置に含まれる。図3および図4に本発明の半導体装置(BGA、CSP)の一態様の断面図を示す。
【0005】
最終的にTABテープは、高密度なパッケージ内部に残留するため、絶縁性、耐熱性、銅箔との接着性、寸法安定性、平面性が要求される。
【0006】
近年、電子機器の小型化、高性能化、高密度化に伴い、それらに搭載される半導体デバイスの高機能化、高集積化、スリム化が進んでいる。このため半導体デバイスの電極およびTABリードのピッチの微細化は急速に進行しており、それに伴い絶縁性やTABテープの銅箔との接着力や接着剤面の平滑性や微細加工性がこれまでにも増して重要になってきた。
【0007】
これらの特性を満足するためには接着剤の流動性管理が特に重要である。この接着剤の流動性が適正でないと、TABリードの接着力不足やIC実装時に接続不良等が生じる。
【0008】
すなわち、接着剤の流動性が大きいと、接着剤加熱キュア工程で発泡が生じIC実装時や回路基板への接続時に該部が熱によりはじけ接続不良となったり、TABリードの密着不足により剥がれが生じてしまう。また、ICを搭載するデバイス孔に接着剤がはみ出すことにより、ICを熱圧着する際に障害となり歩留まりの低下となる。
【0009】
これらの改善方法としては、接着剤成分であるポリアミド樹脂の重量平均分子量を規定した方法(特開平2−143447号公報)などが提案されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法は改善効果があるものの、近年の電子機器の軽薄短小化に伴う急速なTABリードの微細化の進行に対応するには充分でなかった。
【0011】
そこで本発明は、接着剤の流動性を厳密に管理することにより、TABテープの絶縁性やTABリード接着力等の信頼性を向上し、高密度TABテープに適したTAB用接着剤付きテープおよびそれから得られたTABテープおよび半導体装置を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ポリイミドフィルム、接着剤層および保護フィルムをこの順に積層したものであるTAB用接着剤付きテープの製造方法であって、あらかじめ保護フィルムに形成しておいた接着剤層をポリイミドフィルムに積層した後、96時間以上の加熱を行い、該テープの最大のオーバーハング量が20μm以下の範囲であることを特徴とするTAB用接着剤付きテープの製造方法により達成される。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明のTAB用接着剤付きテープは、基本構成が絶縁フイルム、接着剤および保護フイルムがこの順に積層されたものである。
【0014】
本発明に使用される保護フイルムは、防塵あるいは取り扱い性の目的から使用されるものである。
【0015】
本発明の保護フイルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが使用可能である。なかでも、ポリエチレンテレフタレートおよびポリフェニレンサルファイドは、引張り弾性率、引張り伸度がパンチングに適しており、シャープなホール断面を形成することができ特に好ましい。保護フイルムの厚みとしては、10〜100μmのものが使用できるが、好ましくは、20〜40μmである。
【0016】
本発明に使用される絶縁フィルムとしては、ポリイミドフィルムが使用できる。ポリイミドフィルムは、熱寸法安定性の点から特に好ましい。
【0017】
本発明に使用される接着剤層は、熱硬化型のもので半硬化状の接着剤であることが好ましい。たとえば、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂などを含有するものである。さらに好ましくはエポキシ樹脂、硬化剤などを含有するものである。接着剤の諸特性を劣化させない範囲で、シリカ、アルミナなどの微粒子を添加してもよい。
【0018】
接着剤層の成分であるポリアミド樹脂は、酸とジアミンの混合物を熱重合することによって得られるもので、メタノールなどのアルコール類を主要成分とする混合溶剤に溶解可能なものがすべて使用できる。とりわけ、ポリアミド樹脂の原料として炭素数が36個であるジカルボン酸(いわゆる「ダイマー酸」)が主要成分となっているもの(通称「ダイマー酸系ポリアミド」)が好ましい。ポリアミド樹脂は一般的に吸水率が大きいため絶縁抵抗が低くなる傾向があるが、ダイマー酸を使用することによって、吸水率を小さくし電気絶縁性を高くすることが可能となるためである。
【0019】
ダイマー酸系ポリアミドは、ダイマー酸とジアミンの等モル混合物を熱重合することによって得ることができる。ジカルボン酸成分としてダイマー酸だけでなく、アゼライン酸、セバシン酸などの他のジカルボン酸を共重合成分として含有していてもかまわない。このときダイマー酸が、酸成分中で70mol%以上であることがより好ましい。ダイマー酸系ポリアミドの中では、高重合度のものの方が、吸水率が比較的低く、高湿度の雰囲気でも電気絶縁性が高くなりやすいので好ましい。
【0020】
ジアミン成分としては、ヘキサメチレンジアミン、エチレンジアミン、ピペラジン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4-アミノ-1,2-ジメチルシクロヘキシル)メタンなどがあげられるが、特に好ましいものは、ヘキサメチレンジアミンである。ヘキサメチレンジアミンを主成分としたダイマー酸系ポリアミドは、総合性能において優れた特性を発揮するため特に好ましい。また、ジアミン成分も一種だけでなく、二種以上混合したものも使用することができる。
【0021】
接着剤層の成分であるエポキシ樹脂としては、ビスフェノール型、ノボラック型、クレゾールノボラック型、多官能型、ビフェニル型、ナフタレン型、ジシクロペンタジエン骨格を有するなどの公知のエポキシ樹脂が使用可能である。
【0022】
接着剤層の成分であるフェノール樹脂は、ノボラック型、レゾール型、クレゾールノボラック型の各種タイプをはじめ、ポリパラビニルフェノールなど公知のフェノール樹脂が使用可能である。
【0023】
接着剤層の成分である硬化剤としては、一般的なエポキシ樹脂用硬化剤が使用可能である。例えば、ジアミン、酸無水物、ルイス酸型エポキシ硬化剤などである。
【0024】
接着剤層中のそれぞれの成分比は、ポリアミド樹脂を100重量部とした場合、エポキシ樹脂は30〜80重量部の範囲、フェノール系樹脂は20〜70重量部の範囲から選択される。また、硬化剤は0.1〜10重量部の範囲で使用されることが好ましい。
【0025】
上記の各成分を溶媒に溶解することにより、接着剤樹脂混合溶液を得る。接着剤各成分を溶解する溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ベンジルアルコールなどの芳香族系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール系溶媒などが、それぞれ単独であるいは二種以上の混合溶媒として使用できる。
【0026】
TAB用接着剤付きテープは、通常、次に示すいずれかの方法で作られる。
【0027】
まず、第1の離型フイルムに、接着剤樹脂混合溶液を塗布、乾燥し、これに必要に応じ第2の離型フイルムを張り合わせる。次に、目的とする幅にスリットする。これをあらかじめ目的の幅にスリットされたポリイミドなどの可撓性絶縁フイルムに、第1もしくは第2の離型フイルムを剥がして接着剤面を張り合わせる。また、別の方法として、絶縁フイルムに、直接、所定の幅に接着剤樹脂混合溶液を塗布、乾燥し、離型フイルム(保護フイルム)を張り合わせてもよい。
【0028】
通常、テープの接着剤の幅は、スプロケット孔開孔予定部にはかからないように基材である絶縁フイルムより狭く設定されているのが好ましい。
【0029】
IC搭載用のTABテープは、上記TAB用接着剤付きテープを使用して、概略次の工程を経て作られ、かくして得られたTABテープにICが搭載される。
【0030】
(1)スプロケット穴、デバイス穴などのパンチング工程
(2)保護フイルム除去、銅箔ラミネート工程
(3)接着剤加熱キュア工程
(4)フォトレジスト塗布、パターン露光、現像工程
(5)銅箔パターンエッチング工程
(6)フォトレジスト剥離工程
(7)(必要によりソルダーレジスト塗布工程)
(8)メッキ工程(スズ、半田、金など)。
【0031】
本発明におけるTAB用接着剤付きテープは、上記銅箔ラミネート工程での最大のオーバーハング(OH)量が20μm以下、好ましくは2〜20μm、さらに好ましくは2〜15μmの範囲であることが重要である。最大のオーバーハング(OH)量が20μmよりも大きいTAB用接着剤付きテープを用いると、接着剤加熱キュア工程で発泡が生じIC実装時や回路基板への接続時に該部が熱によりはじけ接続不良となったり、TABリードの密着不足により剥がれが生じてしまうので好ましくない。また、ICを搭載するデバイス孔に接着剤がはみ出すことによる寸法変化により、ICを熱圧着する際に障害となり歩留まりの低下となるので好ましくない。
【0032】
なお、オーバーハング(OH)量とは、TAB用接着剤付きテープと25μm電解銅箔とを温度130℃、圧力3kg/cm、速度1m/minで熱圧着し、80℃×3時間、100℃×5時間、150℃×5時間の条件で加熱キュアを行い、エッチングをした後に接着剤がはみ出した大きさの値を測定したものである。
【0033】
【実施例】
以下、実施例により本発明の内容を詳細に説明する。なお、本実施例における各試験は次のようにして行った。
【0034】
[オーバーハング(OH)量測定法]
TAB用接着剤付きテープに5mm×7mm□の穴を開け、保護フイルムを除去し、25μm電解銅箔と接着面とを130℃、3kg/cm、1m/minでラミネートした。エアオーブン中で、80℃×3時間、100℃×5時間、150℃×5時間の条件で接着剤の加熱キュアを行い、銅箔付きTAB用テープを得た。得られた銅箔付きTAB用テープの銅箔面を全面エッチングし、顕微鏡(×200)で該穴部での接着剤のしみ出し量(μm)を測定した。
【0035】
[接着強度測定法]
TAB用接着剤付きテープの保護フイルムを除去し、25μm電解銅箔と接着面とを130℃、3kg/cm、1m/minでラミネートした。エアオーブン中で、80℃×3時間、100℃×5時間、150℃×5時間の条件で接着剤の加熱キュアを行い、銅箔付きTAB用テープを得た。得られた銅箔付きTAB用テープの銅箔面に常法によりフォトレジスト膜形成、エッチング、レジスト剥離を行い、導体幅50μmのサンプルを得た。その導体を90゜方向に50mm/minの速度で剥離し、接着力を測定した。
【0036】
[外観検査法]
TAB用接着剤付きテープの保護フイルムを除去し、25μm電解銅箔と接着面とを130℃、3kg/cm、1m/minでラミネートした。エアオーブン中で、80℃×3時間、100℃×5時間、150℃×5時間の条件で接着剤の加熱キュアを行い、銅箔付きTAB用テープを得た。得られた銅箔付きTAB用テープの銅箔面を全面エッチングし、発泡等の外観検査を顕微鏡(×20)で行った。150cm2の大きさを検査し、発泡が5個以下を良好とし、6個以上を不良とした。
【0037】
[実施例1]
下記接着剤組成物を固形分濃度20重量%となるようにメタノール/モノクロルベンゼン混合溶液に溶解した後、離型処理を施した厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフイルムに、乾燥膜厚が18μmとなるように塗布し、エアオーブンを使用し100℃で1分、150℃で2分乾燥した。該フイルムの接着面を厚さ75μmのポリイミドフイルム(宇部興産製“ユーピレックス”75S)にロールラミネート方式により、120℃、2kg/cm、1m/min熱圧着し、TAB用接着剤付きテープを作成した。
【0038】
<接着剤組成>
ポリアミド樹脂(ヘンケル社製ナイロン“MACROMELT”6901)
:100重量部
熱硬化型アルキルフェノール樹脂(大日本インキ社製TD-2625)
:75重量部。
【0039】
上記で得られたTAB用接着剤付きテープを60℃×4日の条件で加熱キュア処理した。得られたTAB用接着剤付きテープの特性を表1に示した。
【0040】
[実施例2]
TAB用接着剤付きテープの加熱キュア条件を60℃×6日処理とすること以外は、実施例1と全く同じTAB用接着剤付きテープを作成した。得られたTAB用接着剤付きテープの特性を表1に示した。
【0041】
[実施例3]
TAB用接着剤付きテープの加熱キュア条件を60℃×8日処理とすること以外は、実施例1と全く同じTAB用接着剤付きテープを作成した。得られたTAB用接着剤付きテープの特性を表1に示した。
【0042】
[実施例4]
接着剤の組成が下記であること以外は実施例1と全く同じTAB用接着剤付きテープを作成した。得られたTAB用接着剤付きテープの特性を表1に示した。
【0043】
<接着剤組成>
ポリアミド樹脂(ユニケマ社製ナイロン6・36“PRIADIT”2053)
:100重量部
熱硬化型アルキルフェノール樹脂(群栄化学社製PS2780)
:80重量部。
【0044】
[実施例5]
TAB用接着剤付きテープの加熱キュア条件を60℃×6日処理とすること以外は、実施例4と全く同じTAB用接着剤付きテープを作成した。得られたTAB用接着剤付きテープの特性を表1に示した。
【0045】
[実施例6]
TAB用接着剤付きテープの加熱キュア条件を60℃×8日処理とすること以外は、実施例4と全く同じTAB用接着剤付きテープを作成した。得られたTAB用接着剤付きテープの特性を表1に示した。
【0046】
[比較例1]
TAB用接着剤付きテープの加熱キュア条件を60℃×2日処理とすること以外は、実施例1と全く同じTAB用接着剤付きテープを作成した。得られたTAB用接着剤付きテープの特性を表1に示した。
【0047】
[比較例2]
TAB用接着剤付きテープの加熱キュア条件を60℃×3日処理とすること以外は、実施例1と全く同じTAB用接着剤付きテープを作成した。得られたTAB用接着剤付きテープの特性を表1に示した。
【0048】
[比較例3]
TAB用接着剤付きテープの加熱キュア条件を60℃×2日処理とすること以外は、実施例4と全く同じTAB用接着剤付きテープを作成した。得られたTAB用接着剤付きテープの特性を表1に示した。
【0049】
[比較例4]
TAB用接着剤付きテープの加熱キュア条件を60℃×3日処理とすること以外は、実施例4と全く同じTAB用接着剤付きテープを作成した。得られたTAB用接着剤付きテープの特性を表1に示した。
【0050】
【表1】
【0051】
【発明の効果】
本発明にかかるTAB用接着剤付きテープは、従来よりTABテープの加工工程において、接着剤のはみ出しやTABリードの接続不良や密着不良等の問題が生じ、TABテープの歩留まり低下を発生させていたのに対して、これらの問題を発生することなく高歩留まりで良品のTABテープを得ることができる高性能なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のTAB用接着剤付きテープを加工して得られた、半導体集積回路搭載前のパターンテープの一態様の斜視図。
【図2】本発明のTAB用接着剤付きテープを用いた半導体装置の一態様の断面図。
【図3】本発明のTAB用接着剤付きテープを用いた半導体装置(BGA)の一態様の断面図。
【図4】本発明のTAB用接着剤付きテープを用いた半導体装置(CSP)の一態様の断面図。
【符号の説明】
1 可撓性を有する絶縁性フィルム
2,13,21 接着剤
3 スプロッケト孔
4 デバイス孔
5,14、22 半導体集積回路接続用の導体
6 インナーリード部
7 アウターリード部
8,15,23 半導体集積回路
9,16,24 封止樹脂
10,17,25 金バンプ
11 保護膜
18,26 ハンダボール
19 補強板
27 ソルダーレジスト
Claims (5)
- ポリイミドフィルム、接着剤層および保護フィルムをこの順に積層したものであるTAB用接着剤付きテープの製造方法であって、あらかじめ保護フィルムに形成しておいた接着剤層をポリイミドフィルムに積層した後、96時間以上の加熱を行い、該テープの最大のオーバーハング量が20μm以下の範囲であることを特徴とするTAB用接着剤付きテープの製造方法。
- 最大のオーバーハング量が2〜20μmの範囲であることを特徴とする請求項1記載のTAB用接着剤付きテープの製造方法。
- 最大のオーバーハング量が2〜15μmの範囲であることを特徴とする請求項1記載のTAB用接着剤付きテープの製造方法。
- 接着剤層がポリアミド樹脂およびフェノール樹脂を含有することを特徴とする請求項1記載のTAB用接着剤付きテープの製造方法。
- ポリアミド樹脂が炭素数36のジカルボン酸を構成成分として含有することを特徴とする請求項4記載のTAB用接着剤付きテープの製造方法。
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- 1996-12-05 JP JP32524796A patent/JP3700297B2/ja not_active Expired - Lifetime
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