JP5218273B2 - 半導体装置用テープキャリアおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
例えば厚さ25μm〜50μm程度の薄手のポリイミド樹脂フィルムで形成された絶縁性フィルム基材101の片面(これを便宜上、配線面側とも呼ぶものとする)の表面上に、スパッタリング法により、ニッケル(Ni)またはクロム(Cr)等の薄膜に銅(Cu)の薄膜を付加した下地金属層107を形成する。その下地金属層107の上に、電解めっき法等により、例えば厚さ3μm〜10μm程度の、銅(Cu)または銅合金からなる導体金属層102を形成する。そして、この後の各工程における搬送性やハンドリング性を良好なものとするために、絶縁性フィルム基材101における導体金属層102が形成された片面とは反対側の面(これを便宜的に裏面とも呼ぶものとする)に、接着剤等を介して補強フィルム117を貼り付ける(図8(a))。
しかも、そのようないわゆるLCDドライバICの実装パッケージの主要部として用いられる半導体装置用テープキャリアでは、LCDの高精細化に対応するために配線パターンの超微細化および高密度化が進んでいる。このため、半導体装置用テープキャリア全体としての放熱性が、さらに低いものとなって行く傾向にある。そして、半導体装置用テープキャリアでは一般に、使用環境が高温であればあるほど、駆動障害発生率の増大や、腐食が助長されることに起因した寿命低下の虞が益々高くなる。
このため、上記のようなLCD駆動用の半導体装置の実装パッケージの主要部として用いられる半導体装置用テープキャリアにおける、放熱性の向上を図ることが強く要請されている。
内における配線面側に、例えば厚さ8μm〜50μmのような、配線パターンの総厚以上に厚い放熱板を設けるという手法や、配線パターンの金属層の厚さを増加させることで、その配線パターン自体の熱容量を高めて放熱性を向上するという手法が提案されている。あるいは、裏面側に放熱板を設けるという手法なども提案されている(特許文献1)。
本発明は、このような問題に鑑みて成されたもので、その目的は、曲げ加工性の低下や反りの発生を回避しつつ放熱性の向上を達成することを可能とした半導体装置用テープキャリアおよびその製造方法を提供することにある。
本発明の半導体装置用テープキャリアの製造方法は、厚さ20〜50μmの絶縁性フィルム基材の片面に銅(Cu)または銅合金からなる配線パターンを形成する工程を有する半導体装置用テープキャリアの製造方法であって、前記片面とは反対側の面に、蒸着法によって金属膜または蒸着法によって形成された金属膜とその上にめっきによって形成されためっき金属層とからなる放熱層を形成する工程を含み、前記放熱層は、前記配線パターンの層厚の1/10以下とすることを特徴としている。
ここで、上記の「蒸着」もしくは「蒸着法」とは、少なくとも、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、分子線エピタキシー法、イオンめっき(イオンプレーティング)、イオンビームデポジション、スパッタリング等のような物理蒸着法(PVD)と、熱CVD、プラズマCVD、光CVD、エピタキシャルCVD、アトミックレイヤCVD、有機金属気相成長法(MOCVD)、触媒化学気相成長法(Cat−CVD)等のような化学蒸着法(CVD)とを含んだ総称である。
そして配線パターン3が形成された、いわゆる配線領域のほぼ全面を覆うように、ソルダレジスト9が形成されている。
放熱層5を上記のような金属またはその合金の金属膜10からなるものとする理由は、上記の金属またはその合金は一般に耐蝕性が良好であること、およびスパッタリング法のような蒸着法による金属膜10の実用的な(コマーシャルラインでの)形成プロセスに上記の金属またはその合金が馴染み易いこと、などのメリットがあるからである。
あるいは、そのような金属膜10の上に、さらに、例えば電解めっき法や無電解めっき法によって形成してなるめっき金属層(図示省略)を備えたものとしてもよい。そのようなめっき金属層としては、金(Au)、錫(Sn)、銅(Cu)のうちの、いずれか1種類の金属、または1種類を主成分とする合金、もしくはその他の耐腐食性を有する金属または合金からなるものとすることが可能である。このめっき金属層は、例えば金属膜10の表面の耐腐食性、機械的強度、熱容量等の増補を図るために設けることができる。
の配線パターン3の総厚と同等かそれ以上に厚くなると、曲げ加工性が低下する虞や反りが発生する虞が極めて高くなるからである。
あるいは、さらに望ましくは、この放熱層5の総厚は、配線パターン3の総厚の1/10以下とする。つまり、配線パターン3よりも1桁以上薄いものとする。このようにすることで、さらに確実に、曲げ加工性の低下や反りの発生を回避しつつ、放熱性を確保することが可能となる。
もしくは、めっき金属層を付加しない構成とする場合(つまり金属膜10のみで放熱層5を形成する場合)には、その金属膜10の厚さを、配線パターン3の総厚の1/10以下とすることが、さらに望ましい。このようにすることにより、さらに確実に、曲げ加工性の低下や反りの発生を回避しつつ、放熱性を確保することが可能となる。
例えば薄手のポリイミド樹脂フィルムで形成された絶縁性フィルム基材1の配線面側の表面に、スパッタリング法により、ニッケル(Ni)、またはクロム(Cr)等の薄膜に銅(Cu)の薄膜を付加した下地金属層7を形成する。そして、その下地金属層7の上に、電解めっき法等により、銅(Cu)または銅合金からなる導体金属層2を形成する。
また、配線面側とは反対側の面(裏面側)の表面には、例えばニッケル(Ni)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、銅(Cu)のうちの、いずれか1種類の金属、または1種類を主成分とする合金の金属膜10を、スパッタリング法によって形成する(図4(a))。この金属膜10は、後にパターン加工を施されて、放熱層5となるものである。
この金属膜10の厚さは、最大でも配線パターン3の総厚(つまり下地金属層7と導体金属層2との合計の厚さ)未満の範囲内の厚さとすることが望ましい。さらに望ましくは、この金属膜10の厚さは、配線パターン3の総厚の1/10以下とする。
引き続いて、レジストパターン13、レジストパターン14をエッチングレジストとして用いて、エッチング法によるパターン加工を行って、配線面側では配線パターン3およびそれに連なる接続パッド4等の導体パターンを形成すると共に、裏面側では放熱層5を形成する(図8(e))。そしてレジスト剥離を行う(図8(f))。
その後、配線パターン3の機械的強度の向上およびその表面における電気的絶縁性の確保のために、配線パターン3が形成されている、いわゆる配線領域を覆うように、ソルダレジスト9を形成する(図8(h))。
このようにして、本発明の実施の形態に係る半導体装置用テープキャリアの主要部が製造される。
Mo)、銅(Cu)のうちの、いずれか1種類の金属、または1種類を主成分とする合金の金属膜10からなる放熱層5を、配線パターン3の総厚未満の厚さ、さらに望ましくは配線パターン3の総厚の1/10以下の(つまり1桁以上薄い)厚さに設けるようにしたので、この放熱層5からの放熱作用によって、この放熱層5が設けられた半導体装置用テープキャリアにおける放熱性を向上させることができ、かつその放熱層5が薄い金属膜10からなるものであるということによる機械的な材質特性によって、その放熱層5が設けられた半導体装置用テープキャリアの曲げ加工性の低下や反りの発生を、確実に回避することができる。
また、上記の実施の形態では、金属膜10をスパッタリングによって形成してなるものとした場合について説明したが、金属膜10は、そのようないわゆるスパッタ薄膜からなるものとすることのみには限定されない。金属膜10は、その他にも、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、分子線エピタキシー法、イオンめっき(イオンプレーティング)、イオンビームデポジション等の物理蒸着法(PVD)によって形成することや、熱CVD、プラズマCVD、光CVD、エピタキシャルCVD、アトミックレイヤCVD、有機金属気相成長法(MOCVD)、触媒化学気相成長法(Cat−CVD)等の化学蒸着法(CVD)によって形成することが可能である。
絶縁性フィルム基材1として、厚さ25μm〜50μmのポリイミドフィルムテープを用意し、その片面側(配線面側)の表面に、スパッタリング法によってニッケル(Ni)とクロム(Cr)とのスパッタリング膜を、厚さ0.005μm〜0.05μmに形成し、さらに銅(Cu)のスパッタリング膜を、厚さ0.1μm〜0.3μmに形成して、それらの積層膜からなる下地金属層7を得た。
.005μm〜0.1μmの厚さに形成した。
そして、裏面側の金属膜10にのみマスクフィルムを設置することでマスキング処理を施した後、配線面側にのみ、下地金属層7を介して電解めっき法により、銅(Cu)からなる導体金属層2を、3.0μm〜10.0μmの厚さに形成した。
そして、ウェットエッチング法によるパターン加工を行って、配線面側には、配線幅(図1にて符号Wを付して示す)W=15μm、配線間隔(図1にて符号Dを付して示す)D=15μmに設定してなる連続クランク状の配線パターン3を得た。また他方、裏面側には、周縁部6を除くほぼ全面に亘って連続した一枚板状の放熱層5を得た。
そして、それらの各TEGサンプルについて、下記のような実験を行って、放熱性、曲げ加工性、曲げ応力に起因した反りの発生の、各項目について評価した。
放熱層5を設置したことによる放熱性の向上効果についての評価を行うため、次のような実験を行った。
実験方法としては、半導体装置要テープキャリアが実際的に使用される態様を模擬して、半導体装置用テープキャリアの一端に熱源を設置して一定の熱を供給し続けた場合の、他端にて測定される温度の時間的な上昇の度合い(熱変化勾配)、つまり熱の伝導速度を計測し、その計測結果に基づいて、熱の伝導速度が高いほど、放熱性が高いものと評価した。
初期温度は、いずれのTEGサンプルも同等であったが、600秒経過した時点では、従来技術に係る厚さ8μm以上の厚い放熱層付きのものが、最も熱変化勾配が大きかった。また、放熱層なしのものが、最も熱変化勾配が小さかった。そして、本発明の実施例に係る放熱層5付きのものは、両者のほぼ中間的なものとなった。
放熱層5を設置したことによる曲げ加工性への影響を評価するため、次のような実験を行った。
実験方法としては、JIS C 5016フレキシブルプリント配線板試験方法の耐折性評価に準拠するものとした。主要条件としては、折り曲げ角度±90°、荷重200g
f、折り曲げ部分の曲率半径0.38、折り曲げ速度(周回数)170rpmとし、サンプルの配線パターン3の抵抗値を測定しながら折り曲げ試験を実施して、一定の抵抗値に達した際の折り曲げ回数が高いほど、曲げ加工性が高いものと評価した。図6に、その実験結果を示す。
それとは対照的に、本発明の実施例に係るサンプルは、約75回を平均値として65回〜85回であり、最も高かった。また、放熱層なしのサンプルでは、約72回を平均値として68回〜80回であり、実施例に係る放熱層5付きのサンプルよりも、むしろ若干低いものとなった。
放熱層5を設置したことによる、折り曲げ加工後の反りの発生を評価するために、次のような実験を行った。
実験方法としては、各サンプルの半導体装置用テープキャリアを中央部で二つ折りにして、その一端を固定する。そして他端には荷重計を設置して、折り曲げによって生じる応力に起因した反りの荷重をスプリング強度として測定し、そのスプリング強度が高いほど、反りが発生しやすいものと評価した。図7に、その実験結果を示す。
2 導体金属層
3 配線パターン
4 接続パッド
5 放熱層
7 下地金属層
8 錫(Sn)めっき
9 ソルダレジスト
10 金属膜
Claims (4)
- 厚さ20〜50μmの絶縁性フィルム基材の片面に銅(Cu)または銅合金からなる配線パターンを有する半導体装置用テープキャリアであって、
前記片面とは反対側の面に、蒸着により形成された金属膜または蒸着により形成された金属膜とその上にめっきで形成されためっき金属層とからなる放熱層を備え、
前記放熱層は、前記配線パターンの層厚の1/10以下とする
ことを特徴とする半導体装置用テープキャリア。 - 請求項1記載の半導体装置用テープキャリアにおいて、
前記金属膜が、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、銅(Cu)のうちの、いずれか1種類の金属、または1種類を主成分とする合金からなるものである
ことを特徴とする半導体装置用テープキャリア。 - 請求項1または2記載の半導体装置用テープキャリアにおいて、
前記めっきで形成されためっき金属層が、金(Au)、錫(Sn)、銅(Cu)のうちの、いずれか1種類の金属、または1種類を主成分とする合金、もしくはその他の耐腐食性を有する金属または合金からなるものである
ことを特徴とする半導体装置用テープキャリア。 - 厚さ20〜50μmの絶縁性フィルム基材の片面に銅(Cu)または銅合金からなる配線パターンを形成する工程を有する半導体装置用テープキャリアの製造方法であって、
前記片面とは反対側の面に、蒸着法によって金属膜または蒸着法によって形成された金属膜とその上にめっきによって形成されためっき金属層とからなる放熱層を形成する工程を含み、
前記放熱層は、前記配線パターンの層厚の1/10以下とする
ことを特徴とする半導体装置用テープキャリアの製造方法。
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