JP4087741B2 - テープキャリア、半導体モジュール、および半導体モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可撓性を有し、例えば電子部品を実装して用いるテープキャリアに関する。および、そのテープキャリアから打ち抜いて形成する、半導体モジュールおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＴＡＢ用テープキャリアの製造工程の一例を図８に示す。準備として、図８（Ａ）に示すように、ポリイミド系樹脂などを用い、テープ状にした基材フィルム１を用意する。
【０００３】
先ず、図８（Ｂ）に示すように、基材フィルム１に、スプロケットホール２、電気導通孔３などをあける。
【０００４】
次に、図８（Ｃ）に示すように、基材フィルム１の一面に、例えば銅箔をラミネートして、導電層４を設ける。
【０００５】
次いで、導電層４の所要の個所をエッチングして、図８（Ｄ）に示すように、導電層４で配線パターン５を形成して、ＴＡＢ用テープキャリア６を得ていた。
【０００６】
そのようにして得たＴＡＢ用テープキャリア６の表面を図９（Ａ）に、裏面を図９（Ｂ）にそれぞれ示す。ＴＡＢ用テープキャリア６は、可撓性を有し、テープ状をしている。また、ＴＡＢ用テープキャリア６の両側にはスプロケットホール２を有するとともに、一定間隔毎に設けられた複数の電気導通孔３を有する。また、ＴＡＢ用テープキャリア６の一面には、基材フィルム２０の長さ方向に一定間隔毎に配線パターン５を備えていた。
【０００７】
その後、そのＴＡＢ用テープキャリア６には、図１０に示すように、一面の配線パターン５に、例えばＩＣ・ＬＳＩなどの電子部品７を実装する。一方、他面側から、それぞれの電気導通孔３内に例えば半田ボール８を設けていた。
【０００８】
そして、ＴＡＢ用テープキャリア６から、配線パターン毎に打ち抜いて、半導体モジュールを形成していた。
【０００９】
その後、図１１に示すように、その半導体モジュール９が備える半田ボール８を、マザーボードなどの他の回路基板１０が備える端子１０ａにそれぞれ接続し、電子部品７を搭載する半導体モジュール９を、半田ボール８を介して他の回路基板１０に実装していた。そして、半導体モジュール９を実装した他の回路基板１０は、電子機器に用いていた。
【００１０】
ところで、近年、電子機器に小型化・高性能化が要求されている。その要求に対応すべく、ＴＡＢ用テープキャリア６も小型化・高機能化することが要求される。そこで、ＴＡＢ用テープキャリア６を小型化するため、電気導通孔３の大きさを小さくするとともに、高機能化するため、電気導通孔３の数を多くして、電気導通孔３を高密度化していた。
【００１１】
従来、基材フィルム１に、電気導通孔３を形成するには、▲１▼金型を用いた打ち抜きによる方法、▲２▼レーザーを用いる方法、▲３▼ポリイミドエッチングによる方法などがあった。
【００１２】
▲１▼ 金型を用いた打ち抜きによる方法の場合、例えば所定の刃を多数有する金型を用いて一度の打ち抜きにより、または１つの刃を有する金型を用いて繰り返し打ち抜くことにより、基材フィルム１に複数の電気導通孔３を形成していた。
【００１３】
▲２▼ レーザーを用いる方法の場合、レーザー照射装置、そのレーザー照射装置を移動する移動装置などを備えていた。そして、レーザー照射装置からレーザを照射しつつ、電気導通孔３が所定の形状、例えば円となるように、そのレーザー照射装置を移動して１つの電気導通孔３を形成する。その後、レーザーを照射しないでレーザー照射装置を別の電気導通孔３形成位置まで移動して後、同様にレーザーを照射して電気導通孔３を形成していた。
【００１４】
▲３▼ ポリイミドエッチングによる方法の場合、基材フィルム１上に所要の形状をしたレジストを設けてから、ヒドラジンなどを含有するエッチング液に浸漬して、基材フィルム１に電気導通孔３を形成していた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、▲１▼金型を用いた打ち抜きによる方法で、所定の刃を多数有する金型を用いて一度の打ち抜きにより複数の電気導通孔３を形成する場合、電気導通孔３の大きさを小さくするには、それに対応して、電気導通孔３を形成する金型の刃を細くしなければならない。一方、高機能化するには、それに対応して、刃の数を多くしなければならない。よって、細くした刃を高密度で有する金型を製作する必要があるが、そのような金型の加工が困難である問題があった。また、仮に、加工ができた場合でも、金型が高価となる問題があった。さらに、金型の刃が細いので、強度が弱く、折れ易いので、金型の寿命が短い問題があった。
【００１６】
一方、１つの細い刃を有する金型を用いて繰り返し打ち抜き、複数の電気導通孔３を形成する場合、電気導通孔３の数が多くなってきているので、時間がかかり、作業性が低下する問題があった。また、細い刃で何度も打ち抜くので、刃が折れやすく、刃が折れた場合、金型を交換しなければならないので、一層作業性が低下する問題があった。
【００１７】
また、▲２▼レーザーを用いる方法の場合、レーザー照射装置からレーザを照射しつつ、電気導通孔３が所定の形状となるように、そのレーザー照射装置を移動しなければならない。よって、１つの電気導通孔３を形成するのに時間がかかり、加えて、数が多くなってきている電気導通孔３を形成するには、一層時間がかかる問題があった。また、移動装置を備えなければならないため、装置が複雑となる問題もあった。
【００１８】
さらに、基材フィルム１を焼いて、破壊することにより電気導通孔３を形成するので、レーザー照射装置の出力が高いものを用いなければならないが、そのようなレーザー照射装置は高価である問題があった。
【００１９】
また、複数の電気導通孔３を形成した後、電気導通孔３の周囲に残った汚れを除去する工程に手間がかかり、作業性が低下する問題があった。
【００２０】
一方、▲３▼ポリイミドエッチングによる方法の場合、ヒドラジンが発がん性を有するので、万が一の事故によりエッチング液が工場設備の外へ漏れた場合、人体や環境へ悪影響を与える問題があった。また、専用のエッチング液が高価な上、エッチング液が工場設備の外へ漏れないようにする装置は高価であるため、それにより、テープキャリアが高価となる問題があった。
【００２１】
よって、▲１▼金型を用いた打ち抜きによる方法で、一度の打ち抜きの場合、金型（使用器具）の製作に手数がかかり、また金型の寿命も短い問題があった。一方、繰り返し打ち抜く場合、時間がかかり、同様に金型の寿命が短く、作業性が悪い問題があった。また、▲２▼レーザーを用いる方法の場合、時間がかかり、作業性が悪く、また複雑で高価なレーザ照射装置（使用装置）を用いる問題があった。さらに、▲３▼ポリイミドエッチングによる方法の場合、環境へ悪影響を与えるおそれがあり、工場設備が高価となる問題があった。
【００２２】
そこで、この発明の第１の目的は、製作簡単で容易に破損しない使用器具を用い、作業性を向上し、使用装置や工場設備の簡素化を図る半導体モジュールの製造方法を提供することにある。
【００２３】
この発明の第２の目的は、製作容易で、安価なテープキャリアを提供することにある。
【００２４】
この発明の第３の目的は、製作容易で、安価な半導体モジュールを提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に係る発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
半導体モジュールの製造方法において、
テープ状の基材フィルムに一定間隔置きに開口をあけ、
その後、その開口を塞いで基材フィルムの一面に導電層を設けてから、
開口内にフォトソルダレジストを充填し、
その後、基材フィルムの他面側から露光し、フォトソルダレジストに、導電層に達する複数の電気導通孔をあけるとともに、導電層で配線パターンを形成し、
その配線パターンに接続して電子部品を実装する一方、電気導通孔内に半田部材を充填し、
その後、フォトソルダレジストを残したまま配線パターンごとに打ち抜く、
ことを特徴とする。
【００２７】
請求項２に係る発明は、上述した第２の目的を達成すべく、
テープキャリアにおいて、
一定間隔置きに開口を有するテープ状の基材フィルムと、
その基材フィルムの一面において開口に対応する位置に配線パターンを形成する導電層と、
開口内に充填して設け、その導電層に達する複数の電気導通孔を有するフォトソルダレジストと、
を備えることを特徴とする。
【００２８】
請求項３に係る発明は、上述した第３の目的を達成すべく、
半導体モジュールにおいて、
請求項２に記載のテープキャリアから打ち抜いて形成することを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。準備として、図１（Ａ）に示すように、絶縁性および可撓性を有するテープ状の基材フィルム２０を用意する。
【００３０】
基材フィルム２０には、例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂または液晶ポリマなどを用いる。
【００３１】
先ず、そのような基材フィルム２０を、例えば金型を用いて打ち抜き、図１（Ｂ）に示すように、開口２１およびスプロケットホール２２をあける。
【００３２】
開口２１は、例えば矩形状のものを、基材フィルム２０の長さ方向に一定間隔置きにあける。一方、スプロケットホール２２は、テープの両側にあける。
【００３３】
このときに用いる金型（使用器具）は、細い刃を高密度で有するものではないため、製作に手数がかからず、寿命も長い。また、１つの細い刃を有する金型を用いて繰り返し打ち抜くものでもないため、作業性も良い。
【００３４】
次に、図１（Ｃ）に示すように、開口２１を塞いで基材フィルム２０の一面に導電層２３を設ける。その導電層２３は、例えば銅箔などをエポキシ系接着材などを介して貼り付ける。
【００３５】
次いで、図１（Ｄ）に示すように、開口２１内にフォトソルダレジスト２４を充填する。フォトソルダレジスト２４を充填するには、基材フィルム２０の他面側から、例えば液状にしたものスクリーン印刷、またはフィルム状にしたものラミネートする。
【００３６】
また、フォトソルダレジスト２４には、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂または共重合樹脂などに感光性を付加したものを用いる。
【００３７】
次に、基材フィルム２０の他面側から例えばマスクを介して露光し、フォトソルダレジスト２４に、導電層２３に達する複数の電気導通孔をあけるとともに、導電層２３で配線パターンを形成する。
【００３８】
複数の電気導通孔は、例えば図２（Ａ）に示すように、基材フィルム２０の他面側に、レンズ２８、所定の形状を有するマスク２９、紫外線ランプ３０をそれぞれ適宜の間隔を設けて配置する。
【００３９】
そして、紫外線ランプ３０から紫外線を照射し、その紫外線を、マスク２９、レンズ２８を介して、基材フィルム２０のフォトソルダレジスト２４にあてて露光し、紫外線をあてた個所を硬化する。
【００４０】
その後、所要の溶液を用いて、硬化していないフォトソルダレジストを除去して、図１（Ｅ）に示すように、フォトソルダレジスト２４に、導電層２３に達する複数の電気導通孔２５をあける。
【００４１】
または、図２（Ｂ）に示すように、基材フィルム２０の他面側に、所定の形状を有するマスク３２を近接して配置し、また、紫外線ランプ３３をそれらから所定の間隔を設けて配置する。
【００４２】
そして、紫外線ランプ３３から紫外線を照射し、その紫外線を、マスク３２を介して、基材フィルム２０のフォトソルダレジストにあてて露光し、紫外線をあてた個所を硬化する。
【００４３】
その後、所要の溶液を用いて、硬化していないフォトソルダレジストを除去して、同様に、フォトソルダレジスト２４に、導電層２３に達する複数の電気導通孔２５をあける。
【００４４】
または、図２（Ｃ）に示すように、所定の形状を有するマスク３５を基材フィルム２０の他面に貼り付け、その基材フィルム２０の他面側に、紫外線ランプ３６を、所定の間隔を設けて配置する。
【００４５】
そして、紫外線ランプ３６から紫外線を照射し、その紫外線を、マスク３５を介して、基材フィルム２０のフォトソルダレジストにあてて露光し、紫外線をあてた個所を硬化する。
【００４６】
その後、所要の溶液を用いて、硬化していないフォトソルダレジストを除去して、同様に、フォトソルダレジスト２４に、導電層２３に達する複数の電気導通孔２５をあける。
【００４７】
なお、上述したマスク２９・３２・３５は、ガラス乾板、石英乾板、例えばポリエチレンテレフタレートなどの透明樹脂フィルムを用いて形成する。
【００４８】
それらのようにしてフォトソルダレジスト２４に、導電層２３にまで達する複数の電気導通孔２５をあけたものの表面を図３（Ａ）に、裏面を図３（Ｂ）にそれぞれ示す。
【００４９】
次いで、導電層２３で配線パターンを形成する。配線パターンを形成するには、図１（Ｆ）に示すように、導電層２３上で、基材フィルム２０の一面にフォトレジスト３８を設ける。その後、基材フィルム２０の一面側から不図示のマスクを介して例えば紫外線を当てて露光し、特定の個所のフォトレジスト３８を硬化する。そして、所要の溶液により、硬化していないフォトレジスト３８を除去して、図１（Ｇ）に示すものを得る。
【００５０】
または、導電層２３上で、基材フィルム２０の一面に、硬化したフォトレジスト３８を設ける。その後、基材フィルム２０の一面側から不図示のマスクを介して例えば紫外線を当てて露光し、特定の個所のフォトレジスト３８を分解する。そして、所要の溶液により、分解したフォトレジスト３８を除去して、同様に図１（Ｇ）に示すものを得る。
【００５１】
その後、例えば塩化第二鉄などのエッチング液に浸漬し、フォトレジスト３８のない個所の導電層２３を溶出し、図１（Ｈ）に示すものを得る。
【００５２】
そして、例えば苛性ソーダなどの薬液でフォトレジスト３８を膨潤させることにより、そのフォトレジスト３８を剥離し、図１（Ｉ）に示すように、基材フィルム２０の一面に、導電層２３で配線パターン４１を形成する。
【００５３】
その配線パターン４１は、例えば基材フィルム２０の長さ方向に、所定間隔で１列に複数形成する。
【００５４】
次いで、配線パターン４１の所要の個所に、メッキなどの表面加工を施して、例えばＴＡＢ用テープキャリアなどのテープキャリアを得る。
【００５５】
そのようにして得たテープキャリアの表面を図４（Ａ）に示し、裏面を図４（Ｂ）にそれぞれ示す。テープキャリア４２は、両側にあけたスプロケットホール２２と、一定間隔置きに開口２１を有するテープ状の基材フィルム２０と、その基材フィルム２０の一面において開口２１に対応する位置に配線パターン４１を形成する導電層２３と、開口２１内に充填して設け、導電層２３にまで達する複数の電気導通孔２５を有するフォトソルダレジスト２４とを備える。
【００５６】
なお、上述した例では、基材フィルム２０の他面側から露光し、フォトソルダレジスト２４に、導電層２３に達する複数の電気導通孔２５をあけて後、導電層２３で配線パターンを形成したが、この発明は、それに限られず、導電層２３で配線パターンを形成して後、基材フィルム２０の他面側から露光し、フォトソルダレジスト２４に、導電層２３に達する複数の電気導通孔２５をあけても良い。
【００５７】
または、基材フィルム２０の一面の導電層２３上に、フォトレジスト３８を設けてから、それらフォトレジスト３８、およびフォトソルダレジスト２４を同時に露光して硬化して後、硬化していない個所のフォトレジスト３８、およびフォトソルダレジスト２４を同時に除去し、その後、エッチングして導電層２３で配線パターン４１を形成しても良い。
【００５８】
その後、テープキャリア４２には、図５に示すように、一面の配線パターン４１に、例えばＩＣ・ＬＳＩなどの電子部品４３を実装する一方、他面側から、それぞれの電気導通孔２５内に例えば半田ボール４８を設ける。
【００５９】
なお、上述した例では、電気導通孔２５内に半田ボール４８を設ける例を示したが、この発明はそれに限られず、半田ペーストを用いて、電気導通孔２５内を充填するようにしても良い。
【００６０】
そして、電子部品４３を実装し、半田ボール４８を設けたテープキャリアから配線パターン４１毎に打ち抜いて、半導体モジュールを形成する。その半導体モジュール４９は、図６に示すように、例えば１つの開口２１を有するテープ状の基材フィルム２０と、その基材フィルム２０の一面において開口２１に対応する位置に配線パターン４１を形成する導電層２３と、開口２１内に充填して設け、導電層２３にまで達する複数の電気導通孔２５を有するフォトソルダレジスト２４と、基材フィルム２０の一面に備える電子部品４３と、他面に備える半田ボール４８とを備える。
【００６１】
なお、上述した例では、テープキャリア４２に電子部品４３を実装し、電気導通孔２５内に半田ボール４８を設けてから、打ち抜いて半導体モジュール４９を形成したが、この発明はそれに限られず、テープキャリア４２から打ち抜いて後、それに電子部品４３を実装し、半田ボール４８を設けて、半導体モジュール４９を形成しても良い。
【００６２】
そして、図７に示すように、半導体モジュール４９の半田ボール４８と、マザーボードなどの他の回路基板４５の端子４５ａとを接続して、半導体モジュール４９を他の回路基板４５に実装する。
【００６３】
次に、半導体モジュール４９が備える半田ボール４８を、他の回路基板４５が備える端子４５ａにそれぞれ接続し、電子部品４３を搭載する半導体モジュール４９を、半田ボール４８を介して他の回路基板４５に実装する。そして、半導体モジュール４９を実装した他の回路基板４５は、電子機器に用いる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に係る発明によれば、テープ状の基材フィルムに一定間隔置きに開口をあけ、その後、その開口を塞いで基材フィルムの一面に導電層を設けてから、開口内にフォトソルダレジストを充填し、その後、基材フィルムの他面側から露光し、フォトソルダレジストに、導電層に達する複数の電気導通孔をあけるとともに、導電層で配線パターンを形成し、その配線パターンに接続して電子部品を実装する一方、電気導通孔内に半田部材を充填し、その後、フォトソルダレジストを残したまま配線パターンごとに打ち抜くので、例えば、細い刃を有する金型を用いる必要がなく、露光の際に用いるマスクなどの使用器具を用いるから、製作簡単で容易に破損しない使用器具を用いる半導体モジュールの製造方法を提供することができる。
【００６５】
さらに、そのような半導体モジュールの製造方法であるので、一度に複数の電気導通孔を形成することができるから、作業性を向上した半導体モジュールの製造方法を提供することができる。
【００６６】
また、例えば、高価なレーザー照射装置・レーザー照射装置を移動する移動装置を用いる必要がなく、ヒドラジンを含有するエッチング液も用いる必要がないので、使用装置や工場設備の簡素化を図る半導体モジュールの製造方法を提供することができる。
【００６７】
さらに、基材フィルムの他面側からマスクを介して露光し、フォトソルダレジストに、導電層に達する複数の電気導通孔を形成するので、電気導通孔を高密度化することができ、そのような電気導通孔を備える半導体モジュールの製造方法を提供することができる。
【００６９】
請求項２に係る発明によれば、テープキャリアにおいて、一定間隔置きに開口を有するテープ状の基材フィルムと、その基材フィルムの一面において開口に対応して配線パターンを形成する導電層と、開口内に充填して設け、その導電層に達する複数の電気導通孔を有するフォトソルダレジストとを備えるので、製作容易で、安価なテープキャリアを提供することができる。
【００７０】
請求項３に係る発明によれば、半導体モジュールにおいて、請求項２に記載のテープキャリアから打ち抜いて形成するから、製作容易で、安価な半導体モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）から（Ｉ）は、この発明による半導体モジュールの製造方法を工程の順番に示す説明図である。
【図２】 （Ａ）ないし（Ｃ）は、その半導体モジュールの製造方法において、基材フィルムの他面側からフォトソルダレジストを露光する方法を示す説明図である。
【図３】 その製造方法の途中のものの、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図である。
【図４】 この発明によるテープキャリアの、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図である。
【図５】 そのテープキャリアに電子部品を実装し、半田ボールを設けた後の断面図である。
【図６】 そのテープキャリアを打ち抜いて形成した半導体モジュールの断面図である。
【図７】 その半導体モジュールを、他の回路基板に実装した後の断面図である。
【図８】 従来のテープキャリアの製造方法を工程の順番に示す説明図である。
【図９】 その製造方法によるテープキャリアの、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図である。
【図１０】 そのテープキャリアに電子部品を実装し、半田ボールを設けた後の断面図である。
【図１１】 そのテープキャリアを打ち抜いて形成した半導体モジュールを、他の回路基板に実装した後の断面図である。
【符号の説明】
２０ 基材フィルム
２１ 開口
２３ 導電層
２４ フォトソルダレジスト
２５ 電気導通孔
２９、３２、３５ マスク
４１ 配線パターン
４２ テープキャリア
４３ 電子部品
４８ 半田ボール（半田部材）
４９ 半導体モジュール

Claims (3)

1. テープ状の基材フィルムに一定間隔置きに開口をあけ、
   その後、その開口を塞いで前記基材フィルムの一面に導電層を設けてから、
   前記開口内にフォトソルダレジストを充填し、
   その後、前記基材フィルムの他面側から露光し、前記フォトソルダレジストに、前記導電層に達する複数の電気導通孔をあけるとともに、前記導電層で配線パターンを形成し、
   その配線パターンに接続して電子部品を実装する一方、前記電気導通孔内に半田部材を充填し、
   その後、前記フォトソルダレジストを残したまま前記配線パターンごとに打ち抜く、
   ことを特徴とする、半導体モジュールの製造方法。
2. 一定間隔置きに開口を有するテープ状の基材フィルムと、
   その基材フィルムの一面において前記開口に対応する位置に配線パターンを形成する導電層と、
   前記開口内に充填して設け、その導電層に達する複数の電気導通孔を有するフォトソルダレジストと、
   を備えることを特徴とする、テープキャリア。
3. 請求項２に記載のテープキャリアから打ち抜いて形成することを特徴とする、半導体モジュール。

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