JPH01270326A - 導波路形フィルムキャリアおよびその端子接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高周波マイクロ波デバイスを実装するために用
いる導波路形フィルムキャリアおよびその端子接続方法
に関するものである。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕従来
、この種のフィルムキャリアは第１１図に示すように、
絶縁性フレキシブル基板１、該絶縁性フレキシブル基板
１に設けられた開口部２、該絶縁性フレキシブル基板１
の表面に形成された高周波用電極３、バイアス供給用Ｔ
ｉ様４、接地用電極５等の導電体、さらに該絶縁性フレ
キシブル基板１に設番ブられた間口部２において高周波
用電極３、バイアス供給用電極４、接地用電極５の延長
線上にそれぞれ高周波用！ｆ４ｉ３、バイアス供給用電
極４、接地用電極５と接続されたり−ドＲとからなる単
純な構造ものであった。

この種のフィルムキャリアは第１２図に示すように、高
周波用電極３、バイアス供給用電極４、接地用電極５お
よびリードＲは該絶縁性フレキシブル基板１に接着剤７
等で接着した銅等の導電体箔をエツチングすることによ
って一括して形成される。さらに、リードＲの先端部に
おいてメツキ等によってバンブ８を形成する場合もある
。

ベアチップ半導体素子とフィルムキャリアとの接続は第
１３図（ａ）に示すように、該ベアチップ半導体素子９
等の表面に形成された電極バンド１０と、このフィルム
キャリアの該リードＲの先端との間をキャビラリー１１
で加熱し熱圧着あるいは熱ｉｆ！４音波等の技術を用い
て接続することによって行なわれる。フィルムキャリア
は該ベアチップ半導体素子９等を接続した状態で、第１
３図（ｂ）に示ずように実装用基板１２等の所定の位置
に持って行き、該実装用基板１２上に形成された電極１
３とベアチップ半導体素子９を接続した反対側の該リー
ドＲとをキャビラリー１１で加熱し熱圧着あるいは熱超
音波等の技術を用いて接続した後、第１３図（ａ）に示
す切断部１４で切断し不要なリードおよび該絶縁性フレ
キシブル基板１を廃棄する構成であった。

フィルムキャリアの複数の該リードＲはそれらの一側を
ベアチップ半導体素子９等の表面の複数の該電極パッド
１０に、さらに他側を該実装用基板１２等に形成された
複数の電極１３上に、それぞれ−括して接続することを
主眼として構成されていたので、２ケ所接続に要する該
リードＲの良さに余裕を持たせる必要があり、該リード
Ｒの長さに応じたインダクタンス成分によって、該ベア
チップ半導体素子９あるいは複数の該ベアチップ半導体
素子９で構成された高周波モジュールの周波数特性を劣
化させるという欠点があった。

さらに該リードＲのみで該ベアチップ半導体素子９と該
実装用基板１２との間を電気的に接続する構成となって
いるため、複数の該ベアデツプ半導体素子９を１つのフ
ィルムキャリアに接続することは不要のリードおよび該
絶縁性フレキシブル基板１を廃棄するための切断を該ベ
アチップ半導体素子９の内側で行う必要があり、該ベア
チップ半導体素子９を損傷させるという欠点があった。

第１４図、第１５図は、本発明者等がこのような欠点を
解決することを目的として先に案出した導波路形フィル
ムキャリア（特許出願中）である。

この導波路形フィルムキャリアは絶縁性フレキシブル基
板１に開口部２，１５を有し、該高周波用電極３、該バ
イアス供給用電極４、該接地用電極５の内、少なくとも
高周波信号の伝搬に寄与する該高周波用電極３、該接地
用電極５が該絶縁性フレキシブル基板１の表面に形成さ
れたコプレーナ導波路構造であり、かつ該絶縁性フレキ
シブル基板１の開口部２，１５において該高周波用電極
３、該バイアス供給用電極４、該接地用電極５等と接続
された該リードＲを有する構造である。

しかし、この先行技術においても、接続用り一ドＲのイ
ンダクタンスによって高周波モジュールの周波数特性が
劣化し、またリードＲが各種電極との接続部のみで保持
されているためボンディング時のリード断線、リード間
のショートを生じ易いという欠点があった。

本発明は上記背景のものになされたものであり、その目
的とするところは、周波数特性の向上を図ったマイクロ
波デバイスのマルチチップ−括実装が行なえ、かつ高密
度実装が容易に行なえるとともに機械的強度にも優れる
導波路形フィルムキャリアおよびその端子接続方法を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明の導波路形フィルムキ
ャリアにおいては、絶縁性フレキシブル基板と、該絶縁
性フレキシブル基板表裏面あるいは内部に形成された高
周波用電極、バイアス供給用電極および接地用電極と、
それら電極と接続されて前記絶縁性フレキシブル基板を
貫通して形成されたボンディング用導電体柱とから構成
されている。

また、前記絶縁性フレキシブル基板、高周波用Ｔ１極、
バイアス供給用電極および接地用電極のうち、少なくと
も高周波信号伝搬に寄与する高周波用電極と接地用電極
および絶縁性フレキシブル基板とを組合せて導波路とす
るのが好ましい。

さらに、前記絶縁性フレキシブル基板には、高周波用電
極、バイアス供給用電極および接地用電極が複数組形成
されていれば、より好ましい。

また、上記導波路形フィルムキャリアをベアチップ半導
体素子、実装用基板等の被接続物に接続するには、ボン
ディング用導電体柱の接続面と反対側の面からキャビラ
リー等によって熱および、または超音波撮動を加えるこ
とに行なえばよい。

（作用） ィング用導電体柱によってベアチップ半導体素子に電気
的に接続することができ、従来のワイヤ。

リボン等を用いる接続に比べて、上記導電体柱は絶縁性
フレキシブル基板中に貫通されたままであることから、
機械的に強固な固定が実現でき、また導電体柱同士が接
触することもないため、高密度実装が行なえる。

また、高周波用電極と接地用電極および絶縁性フレキシ
ブル基板を組合せて導波路を構成する場合には、上記の
如く電極にボンディング用導電体柱が接続されて形成さ
れていることと相まって、導波路をベアチップ半導体素
子等に電気的に真近に接続することができ、従来のワイ
Ｖ、リボン等による接続に比べて高周波特性の改善が図
れる。

さらに、高周波用電極、バイアス供給用電極および接地
用電極を複数組方する場合には、複数のベアチップ半導
体素子を一度で接続でき、作業性が非常に良くなる。

また、導波路形フィルムキャリアをベアチップ半導体素
子等に接続するに際し、ボンディング用導電体柱の接続
面と反対面の面からキャビラリー等によって熱および、
または超音波振動を加えるように行えば、容易に接続が
行なえる。

〔実施例〕

尖ｉ■ユ 第１図〜第５図は本発明の第１の実施例を説明する図で
あって、第１図は上面図、第２図は高周波用電極３部分
の導波路形フィルムキャリアの信号伝搬方向の断面図、
第３図はコプレーナ導波路を説明する斜視図、第４図（
ａ）〜（ｅ）はボンディング用導電体柱の製造工程を説
明する図、第５図（ａ）〜（Ｃ）はベアチップ半導体を
接続する場合および実装基板に接続する場合の断面図で
ある。

図において符号１は絶縁性フレキシブル基板、３は該絶
縁性フレキシブル基板１の表面に形成された高周波用電
極、４は該絶縁性フレキシブル基板１の表面に形成され
たバイアス供給用電極、５は該絶縁性フレキシブル基板
１の表面に形成された接地用電極である。高周波用電極
３、接地用電極５および絶縁性フレキシブル基板１は導
波路６を構成する。

また、２０はボンディング用導電体柱である。

ボンディング用１？Ｊａｆ体柱２０は絶縁性フレキシブ
ル基板１を貫通し、前記それぞれの電極３．４゜５と接
続している。また、該導電体柱２０の少なくとも一側は
第２図、第５図に示すようにフレキシブル基板１の表面
から突起されるのが好ましい。

はじめに、本発明の第１の実施例での導波路形フィルム
キャリアの製造方法における導電体柱の形成法の１例を
第４図（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。本実施例の導
波路形フィルムキャリアを製造するには、ポリイミド樹
脂、エポキシ樹脂等の絶縁性フレキシブル基板１の表裏
面に、たとえば銅等の金属１６をスパッタ、蒸着等によ
り堆積した後（第４図（ａ））、両面にホトレジスト１
７を塗布、露光、現像する（第４図（ｂ））。現像によ
って開口した領域１８で該絶縁性フレキシブル基板１に
堆積した金属および絶縁性フレキシプル基板１を除去し
、貫通孔１９を形成しく第４図（ｃ）（ｄ））、さらに
、該貫通孔１９をメツキ等により金属で充填しボンディ
ング用導電体柱２０を形成する（第４図（ｅ））。

その後、ホトレジストの塗布、露光、現像を行い、該絶
縁性フレキシブル基板１に堆積した金属をエツチングに
より除去し、高周波用電極３、バイアス供給用電極４、
接地用電極５等のバターニングを行う。さらに所定の個
所にホト工程、メツキ工程を繰り返すことによって、該
絶縁性フレキシブル基板１の上の高周波用電極３、バイ
アス供給相Ｔｉ極４、接地用電極５およびボンディング
用導電体柱２０の補強をするとともに、バンブ８をさら
に形成する場合もある。

次に第５図（ａ）を用いて導波路形フィルムキ１ｒリア
とベアチップ半導体素子９を接続する方法の一例を説明
する。ボンディング用導電体柱２０とベアチップ半導体
素子９上に形成された電極パッド１０が重なるように導
波路形フィルムキャリアをベアチップ半導体素子９の所
定の位置に持つブ半導体素子９表面の電極パッド１０と
の間をキャピラリ−１１で加熱し熱圧着あるいは超音波
等の技術を用いて接続して、導波路形フィルムキャリア
とベアチップ半導体素子９とを接続・実装する。

次に、ベアチップ半導体素子９を接続・実装した導波路
形フィルムキレリアを実装用基板１２に接続・実装する
方法について第５図（ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。

まず、第１の実装例は第５図（ｂ）に示すように導波路
形フィルムキセリアごと実装用基板７２上の所定の位置
に持って行き、ボンディング用導電体柱２０と実装用基
板１２表面の電極１３との間をキャビラリー１１で加熱
し熱圧着あるいは超音波等の技術を用いて導波路形フィ
ルムキャリアと実装用基板１２を接続・実装し、その後
ベアチップ半導体素子９の裏面と実装用基板１２の間を
はんだ等により溶融接続する（図示せず）ａまた、第２
の実装の実装例は第５（Ｃ）図に示すようにベアチップ
半導体素子９を接続・実装した導波路形フィルムキャリ
アをベアチップ半導体素子９の電極′面が実装用基板１
２の電極１３面となるように導波路形フィルムキャリア
を反転させて、導波路形フィルムキャリアごと実装用基
板１２上の所定の位置に持って行き、ボンディング用導
電体柱２０と実装用基板１２表面の電極１３との間をキ
ャビラリー１１で加熱し熱圧着あるいは超音波等の技術
を用いて接続して導波路形フィルムキャリアと実装用基
板１２とを接続・実装する。

最優に、第５図（ｂ）および第５図（Ｃ）に示すいずれ
の実装例の場合も、切断部１４（第５図（ａ））で切断
して不要の絶縁性フレキシブル基板を廃棄する。

第１図に示す導波路形フィルムキャリアによれば、ベア
チップ半導体素子９と実装用基板１２との間をインピー
ダンス的に整合を取ったコプレーナ導波路６（第３図参
照）で接続し、しかもボンディング用導電体柱２０を用
いることで該導波路６をベアチップ半導体素子９、実装
用基板１２に対して電気的に直近で接続することができ
るため、従来のワイヤ、リボン等による接続に比べて高
周波特性の改善が図れるとともに高密度にベアチップ半
導体装を可能にできる。また、ボンディング用ｎ電体柱
２０が該絶縁性フレキシブル基板１を貫通して形成され
ているため、キャビラリー１１で与えられるボンディン
グエネルギをボンディング用導電体柱２０からベアチッ
プ半導体素子９表面の電極パッド１０、実装用基板１２
表面の電極１３等の被接続部に容易に伝達でき、接続の
信頼性を改善できる。

コプレーナ導波路の特性インピーダンスは、■フィルム
の誘電率、■フィルムの厚さ、■高周波用電極３のパタ
ーン幅！＋　、■高周波用１ｉ１３と接地用電極５との
間のギャップ寸法ｊ　２　、により決まる。ここでは、
導波路形フィルムキャリアにおいて■高周波用電極３の
パターン幅および■高周波用電極３と接地用電極５との
間のギャップ寸法を変えて、インピーダンス的に整合を
取った尋波路形フィルムキャリアを実現することが可能
である。パターン変更は、フォトマスクパターンの変更
により対処は容易である。

なお、バイアス供給用電極４は高周波用電極３と異なる
ように記載しているが、バイアス供給用電極４の一部を
接地用電極として扱うことにより接地用電極に挟まれた
バイアス供給用電極が構成され、コプレーナ導波路構造
となる。したがって、バイアス供給用電極４にも、コプ
レーナ導波路構造の考え方を適用できるのは明らかであ
る。以下の実施例についても同様である。

また、上記した図示例では、高周波用電極３と接地用電
極５を構成する導電体を絶縁性フレキシブル基板１の片
面にのみ形成しているが、さらに絶縁性フレキシブル基
板１の他の片面にも接地用電極用の導電体を形成しても
よい。

友直通λ 第６図〜第９図は本発明の第２の実施例を説明する図で
あって、第６図は上面図、第７図は高周波用電極３部分
の導波路形フィルムキャリアの信号伝搬方向の断面図、
第８図はマイクロストリップ線路の断面図、第９図は高
周波用電極接続するボンディング用導電体柱と接地用電
極との関係を説明する斜視図である。

図中符号１は絶縁性フレキシブル基板、３は該絶縁性フ
レキシブル基板１の表面に形成された高周波用電極、４
は該絶縁性フレキシブル基板１の表面に形成されたバイ
アス供給用電極、５は該絶縁性フレキシブル基板１の表
面に形成された接地用電極、６は高周波用電極３、接地
用電極５および絶縁性フレキシブル基板１から成る導波
路、８はバンブ、２０はボンディング用１ｉ体柱、２１
は高周波用電極３と接地用電極５の短絡防止用開口部で
ある。

この実施例は、第８図に示すように高周波用電極３、接
地用′Ｉ３極５および絶縁性フレキシブル基板１から成
る導波路６の構造をマイクロストリップ路構造としたも
のである。このように導波路構造がマイクロストリップ
路構造であるため、高周波用電極３の裏面には接地用Ｔ
ｉ極５が必ず形成されるので、第９図にポリように接地
用電極５の一部に開口部２１を設け、高周波用電極３と
接地用電極５との短絡を防ぐ構造とした。

この実施例での導波路形フィルムキャリアの製造方法、
ベアチップ半導体素子の導波路形フィルムキャリアへの
接続方法、導波路形フィルムキャリアの実装基板への接
続方法は第１の実施例とほぼ同様である。

マイクロストリップ線路の特性インピーダンスは、■フ
ィルムの誘電率、■フィルムの厚さ、■高周波用電極の
パターン幅、により決まる。ここでは、導波路形フィル
ムキャリアにおいて■高周波用電極のパターン幅を変え
て、インピーダンス的に整合を取った導波路形フィルム
キャリアを実現することが可能である。パターン変更は
、フォトマスクパターンの変更により対処は容易である
。

なお、実施例では、電極幅を変えていないのは、チップ
の入出力インピーダンスが一定と仮定したためである。

この実施例によれば前記した第１の実施例と同様、ベア
チップ半導体素子９と実装用基板１２との間をインピー
ダンス的に整合を取った導波路６で接続し、しかもボン
ディング用導電体柱２０を用いることで該導波路６をベ
アチップ半導体素子に電気的に直近で接続することがで
きるため、従来のワイヤ、リボン等による接続に比べて
高周波特性の改善が図れるとともに高密度にベアチップ
半導体装を可能にできる。また、ボンディング用１ｆｆ
ｉ体柱２０が該絶縁性フレキシブル基板１を貫通して形
成されているため、キャビラリーで与えられるボンディ
ングエネルギをボンディング用導電体柱からベアデツプ
半導体素子表面の電極パッド、実装用基板表面の電極等
の被接続部に容易に伝達でき、接続の信頼性を改善でき
る。

なお、上記した図示例では、高周波用ｆｆ１１３を構成
する導電体を絶縁性フレキシブル基板１の片面に形成し
ているが、これに代えて高周波用電極３の導電体を絶縁
性フレキシブル基板１の内部に形成してもよい。

夫五■ユ 第１０図は本発明の第３の実施例を説明する図であって
、複数のベアチップ半導体素子を接続する導波路形フィ
ルムキャリアの例である。図において符号１は絶縁性フ
レキシブル基板、３は該絶縁性フレキシブル基板１の表
面に形成された高周波用電極、４は該絶縁性フレキシブ
ル基板１の表面に形成されたバイアス供給用電極、５は
該絶縁性フレキシブル基板１の表面に形成された接地用
電極、６は導波路、２０はボンディング用導電体柱であ
る。

この実施例は複数のベアチップ半導体素子を接続するコ
プレーナ導波路形フィルムキャリアの例であり、高周波
用電極３、バイアス供給用電極４および接地用電極５が
複数組形成されている。本実施例の製造方法は第１の実
施例とほぼ同様である。また、複数のベアチップ半導体
素子（図示せず）を導波路形フィルムキャリアに接続・
実装するには、１つ１つのベアチップ半導体素子（図示
せず）を導波路形フィルムキャリアに第１の実施例で述
べた方法で接続・実装し、これを繰り返して行う。この
導波路形フィルムキャリアを実装用基板に接続・実装す
る方法は第１の実施例とほぼ同様に、第５図（ｂ）、（
ｃ）で示す２つの方法で実装される。

この実施例Ｃも前記した第１．第２の実施例と同様の効
果が得られる。また、この実施例では、さらに導波路形
フィルムキャリアのパターンは通常のホトリソ技術で容
易に変更できるため、パッケージの統一化が容易である
等の利点も得られる。

〔発明の効果〕

本発明の導波路形フィルムキャリアによれば、高周波用
電極、バイアス供給用電極等をボンディング用導電体柱
によってベアチップ半導体素子に電気的に接続すること
ができ、従来のワイヤ、リボン等を用いる接続に比べて
、上記導電体柱は絶縁性フレキシブル基板中に貫通され
たままであることから、機械的に強固な固定が実現でき
、また導電体柱同士が接触することもないため、高密度
実装が行なえる。

また、高周波用電極と接地用電極および絶縁性フレキシ
ブル基板を組合せて導波路を構成する場合には、上記の
如く電極にボンディング用５４電休柱が接続されて形成
されていることと相まって、導波路をベアチップ半導体
素子等に電気的に貞近に接続することができ、従来のワ
イヤ、リボン等による接続に比べて高周波特性の改善が
図れる。

さらに、高周波用電極、バイアス供給用電極および接地
用電極を複数粗石する場合には、マイクロ波デバイスの
マルチチップあるいは複数のベアチップ半導体素子を一
括して接続でき、作業性が非常に良くなる。また製造過
程において導波路形フィルムキレリアパターン変更が容
易であることから、マルチチップ実装用パッケージの統
一化も図れる。

また、導波路形フィルムキャリアをベアチップ半導体素
子等に接続するに際し、ボンディング用導電体柱の接続
面と反対面の面からキャビラリー等によって熱および、
また番、末超＆波振動を加えるように行えば、容易に接
続が行なえる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のコプレーナ尋波路形フ
ィルムキ１ノリアの上面図、第２図は高周波用電極部分
の導波路形フィルムキレリアの信号伝搬方向の断面図、
第３図はコプレーナ導波路を説明する斜視図、第４図（
ａ）〜（ｅ）はボンディング用導電体柱のｖｌＪ造工程
を説明する図、第５図（ａ）はベアデツプ半導体素子を
接続した場合の断面図、第５図（ｂ）、（ｃ）は実装用
基板に接続した場合の断面図、第６図は本発明用２の実
施例の脣波路形フィルムキトリアの１−面図、第７図は
高周波用電極部分の導波路形フィルムキャリアの信号伝
搬方向の断面図、第８図はマイクロストリップ線路の断
面図、第９図は高周波用電極接続づるボンディング用１
体柱と接地用電極との関係を説明する斜視図、第１０図
は本発明用３の実施例の導波路形フィルムキャリアの上
面図である。 また、第１１図、第１２図はそれぞれ従来のフィルハキ
１／リアの上面図、断面図、第１３図（ａ）はフィルム
キャリアにベアチップ半導体素子を接続した場合の断面
図、第１３図（ｂ）はフィルムキトリアを実装用基板に
接続した場合の断面図、第１４図、第１５図は先行技術
の導波路形フィルムキトリアの上面図、断面図である。 １・・・絶縁性フレキシブル基板、２・・・開口部、３
・・・高周波電極、４・・・バイアス供給用電極、５・
・・接地用電極、６・・・導波路、Ｒ・・・リード、７
・・・接着剤、８・・・バンブ、９・・・ベアチップ半
導体素子、１０・・・電極パッド、１１・・・キャビラ
リー、１２・・・実装用基板、１３・・・電極、１４・
・・接続部、１５・・・第２の開口部、１６・・・導電
体膜、１７・・・レジスト膜、１８・・・レジスト膜に
おける開口部、１９・・・貫通孔、２０・・・導電体柱
、２１・・・高周波用電極と接地用ミルの短絡防止用開
口部。 第１図 第２図 ニー二二＝コ 第３図 ｔ；ｉｎす＊ｙｂｅｙ゛ｘ４ｊｉｘ− ３；纂Ｉ！１波用電極 ４　：　ノｓ−４７７’ｆｌＥ　１？臼−Ｍｔｒｉ、％
５；樗氾用電場 ６；導遠務 ２０；ホーシテねり°“ｌ！ｌ導３１オ土第５図 １：車ピ」ヨにフレ＋シフ゛’ＪＬ基不吸３；高周浪／
？’ｌｔ極 ４；バイアス４史冶用」奏ｉ ５；中暫之序Ｉ５七に ６；導じ皮路 ２０：片γ；つビ≧〕り°°月５導４タイ＄１ヨＬ第６
図 第７図 第８図 ＠９図 １；１ｅ景東７レキシフール基す（ ５コ＃士＋＝ｍ弯（１金ｉ ６；善兼１番 ２０；〕Ｔ；：、↑゛イン７”ｍ４を体１ゴ一（ｂ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性フレキシブル基板と、該絶縁性フレキシブ
   ル基板表裏面あるいは内部に形成された高周波用電極、
   バイアス供給用電極および接地用電極と、それら電極と
   接続されて前記絶縁性フレキシブル基板を貫通して形成
   されたボンディング用導電体柱とから構成されたことを
   特徴とする導波路形フィルムキャリア。
2. （２）前記絶縁性フレキシブル基板、高周波用電極、バ
   イアス供給用電極および接地用電極のうち、少なくとも
   高周波信号伝搬に寄与する高周波用電極と接地用電極お
   よび絶縁性フレキシブル基板とを組合せて導波路とした
   ことを特徴とする請求項１記載の導波路形フィルムキャ
   リア。
3. （３）前記絶縁性フレキシブル基板には、高周波用電極
   、バイアス供給用電極および接地用電極が複数組形成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の導波路形フィ
   ルムキャリア。
4. （４）ベアチップ半導体素子、実装用基板等の被接続物
   と接続せしめる、絶縁性フレキシブル基板を貫通するボ
   ンディング用導電体柱の接続面と反対側の面からキャビ
   ラリー等の連結用治具によって熱および、または超音波
   振動を加えることにより、導波路形フィルムキャリアと
   ベアチップ半導体素子、実装用基板等の被接続物と接続
   させることを特徴とする導波路形フィルムキャリアの端
   子接続方法。