JPH02162746A - 高密度集積回路の支持体とその製造方法 - 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、高密度集積回路の支持体とその製造方法に関
するものである。

従来の技術 通常、チップまたはＶＬＳＩ（超高密度集積）回路とよ
ばれる高密度集積回路は、現在では、約３００〜４００
の多数の入出力端子を備えた一辺が１ｃｍ以上のほぼ正
方形の半導体材料の薄い板である。

ＴＡＢ　（テープ式自動ボンディング）技術では、各集
積回路が窓を有する絶縁性基板からなる支持体に取り付
けられる。この窓の内部には基板に片持ち支持された導
体の東が集まっている。集積回路の入出力端子は、いわ
ゆるＩＬＢ（インナーリードボンディング）法を用いて
、基板の上記窓の内部で各導体の自由端に固定される。

従って、入出力端子は集積回路の周辺部に一直線上に、
あるいはサイコロの５の口型に配置されている。

−船釣な用語では、上記支持体をＴＡＢ支持体と呼び、
上記の導体の東をスパイダーまたはフィンガーと呼び、
上記各導体をスパイダーのリード線と呼び、これらリー
ド線の内側端部をＩＬＢ端部と呼んでいる。

通常は、上記支持体を構成する絶縁性基板は、集積回路
を取り付けるための一連続の窓と、テープの移動・位置
決めのための側部スプロケットとを有する映画フィルム
状の可撓性テープになっている。

高密度集積回路上の入出力端子のピッチは現在では１０
０ミクロン未満にすることが可能である。

従って、このような集積回路用のスパイダーのリード線
は非常に狭く、しかも互いに非常に接近している必要が
ある。支持体とスパイダーに対して種々の操作を行う間
に、リード線に剛性を与え且つ各リード線の相対間隔を
一定に保っておくために、一般には、支持体の基板から
窓の内側に向かって突き出ている少なくとも１つの絶縁
性フレームによってリード線を支持している。実際には
、このフレームは１つのスパイダーの全てのリード線の
ＩＬＢ端部を支持するようになっている。

ＩＬＢ操作は、集積回路を上記フレーム上に支持して、
支持した近傍で行うか、リード線の下側の位ばてフレー
ムに穴を開けて、リード線を集積回路の対応する端子に
ＩＬＢ接続する。いずれの場合でも、リード線は集積回
路の対応する端子からＩＬＢフレームの厚さに等しい高
さだけ離れている。従って、ＩＬＢ接続は、一般に、集
積回路の入出力端子上に固定または堆積されたバンプを
用いて行われる。このバンプは一般に錫−鉛等のハンダ
材料からなり、ＩＬＢフレームの厚さを補償するのに十
分な高さになっている。高密度集積回路の端子にＩＬＢ
端子をハンダ付けする場合に上記フレームに起因する問
題は、現在までのところ、ＴＡＢ用支持体の製造を巧妙
に行う方法によって解決されている。

従来のＴＡＢ支持体は、予備成形された基板上に固着し
た銅シートをエツチングすることによって作られている
。従って、この支持体は銅−接着層一基板の３層からな
る。通常は、銅シートは厚さが約１５〜７０ミクロンで
あり、接着剤は約２５ミクロンの厚さに塗布されたアク
リル系またはエポキシ系の接着剤であり、基板は可撓性
のある電気絶縁性の材料（例えばカプトン、マイラー、
エポキシなど）で作られた最小の厚さが約５０ミクロン
、通常は約１００ミクロンの厚さの映画フィルム状のフ
ィルムである。

基板の全ての開口部は機械的な切断、例えばパンチング
によって開けられる。従って、基板に窓を開けることに
よって形成されるＩＬＢフレームは、必然的に基板に、
実際には、この窓に対して対角線状に配置されたアーム
に支持されることになる。この支持体は安価で且つ十分
な厚さの基板を有しているので、基板の寸法が大きい場
合、すなわち１辺が５層ｍｍを越える場合には、かなり
の強度を保持できるが、機械的切断をして予備成形した
後の基板の場合には、現在のような高密度のスパイダー
を支持することはできない。

実際には、ＩＬＢフレームは基板の切断によって形成さ
れる。従って、基板と同じ厚さ、すなわち基板として要
求される品質を得るための最低でも５０ミクロンの厚さ
がある。その結果、スパイダーのリード線を集積回路の
対応する端子に固定するのに必要なハンダ付は用の各バ
ンプの厚さを、上記支持体の厚さよりも大きい５０ミク
ロン以上にする必要がある。このような大きなバンプは
面積の広い端子の上にしか作ることができず、しかも、
大きな穴を開けることが要求される。しかし、大きなバ
ンプは集積回路にリード線を所望の高密度に接続すると
いう要求と矛盾する。また、厚いＩＬＢフレームに大き
な穴を工業的スケールで開けることのできる方法はパン
チングだけであるが、パンチングで開けられる穴の直径
は少なくとも６００〜８００ミクロンでなければならな
い。従って、従来のＴＡＢ支持体を高密度のスパイダー
に適用することはできない。

この問題に対する現在までの解決法は、ＴＡＢ支持体を
銅−基板の２層で製造することである。

この方法では、絶縁性材料（通常はポリイミド）からな
る約２０ミクロンの薄い基板の上に真空中で薄い銅フィ
ルムを（一般には接着層、例えばクロム層を介して）均
一に堆積させ、次に、電気化学的方法で選択的にこのフ
ィルムを厚くしてＴＡＢスパイダーを形成する。このス
パイダーパターン以外の銅フィルムは基板をエツチング
して除去する。このエツチングは銅フィルムが薄いため
に可能である。エツチングを行う場合には、基板上に例
えば二酸化シリコン（Ｓ１０□）膜を堆積させ、ポリイ
ミド基板用マスクとして感光性樹脂層を塗布し、酸素プ
ラズマで二酸化シリコン膜をエツチングする。酸素プラ
ズマは有機材料のみ、従って感光性樹脂とポリイミドの
みをエツチングするが、エツチング速度が毎分約１ミク
ロンと比較的遅いという欠点がある。この方法は厚い基
板には工業的に応用ができないということは明らかであ
る。

逆に、この方法は薄い基板には極めて適している。

この場合には、フレーム、特にＩＬＢフレームをアーム
を介して基板の残り部分に接続しておく必要がない。リ
ード線の下側位置でＩＬＢフレームに穴を開ける必要が
ある場合には、この穴は酸素プラズマにより基板をエツ
チングする際に形成することができ、しかも、直径が１
００ミクロン未満の穴を開けることが可能である。この
方法では、ＩＬＢフレームが薄いために、現在の高密度
の集積回路に合った小さなハンダ用バンプを用いてＩＬ
Ｂ接続することが可能になり、また、フレームに小さな
穴を所望の高集積度でエツチングで形成することにも問
題はない。

しかし、このような支持体は従来の支持体よりも約３倍
も高価であり、基板が薄いために可撓性がありすぎて、
例えば７０ｍｍ以上の幅の広い基板に対しては使用する
ことが難しい。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、安価で使用が簡単な従来の支持体を現
在の高密度集積回路に適合させることにある。

課題を解決するための手段 本発明は、予備成形された基板上に、リード線を有する
ＴＡＢスパイダーが接着されており、このリード線のＩ
ＬＢ端部が絶縁性フレーム上に支持されているＴＡＢ支
持体において、上記フレームを上記基板とは独立して上
記リード線に支持された、厚さが基板よりもはるかに薄
い要素とじたことを特徴としている。

本発明のＴＡＢ支持体の製造方法は、予備成形された基
板上に導電性金属シートを接着層を介して固定し、この
金属シートをエツチングして基板の窓Ｑ内側にＩＬＢ端
部を有する少なくとも１つのＴＡＢスパイダーを形成す
る操作を含むＴＡＢ支持体の製造方法において、ＴＡＢ
スパイダーのＩＬＢ端部に、厚さが基板の厚さよりもは
るかに薄い絶縁性フレームを固定する操作を含むことを
特徴としている。

本発明の特徴ならびに利点は、添付図面を参照した以下
の実施例の説明から明らかになるであろう。

実施例 第１図と第２図は、高密度集積回路１１に接続するのに
適した本発明のＴＡＢ支持体１０を示している。この支
持体１０は従来のタイプのものであり、ＴＡＢスパイダ
ー１３と呼ばれる東になって配置された導線１２を備え
ている。このＴＡＢスパイダー１３は、可撓性のある電
気絶縁材料で作られた予備成形済みの基板１５の片面に
接着層１４を介して固定されている。スパイダー１３の
各リード線１２は、映画フィルム状のＴＡＢフィルムを
第１図に点線に沿って切り抜いて形成された基板１５の
窓１６の周辺部に片持ち状態で配置されている。また、
この支持体１０はフィルム１７の側部にスプロケット１
８を有している。この側部にスプロケット８は支持体１
０の移動と位置決めで用いられる。窓１６の内部では、
スパイダー１３の各リード線１２が２つのフレーム１９
および２０によって支持されている。

フレーム１９は、窓１６の内部で片持ち支持されたスパ
イダー１３の各リード線１２の長さのほぼ中間の位置の
所に延在している。上記の窓１６とフレーム１９は、基
板１５にスパイダー１３を形成する前に、基板１５を機
械的に切断することにより形成しである。

第３Ａ図は、こうして予備成形された基板１５を示して
いる。従って、フレーム１９は基板１５と同じ厚さ、同
じ材料であり、フィルム１７の切断時に窓１６０対角線
に沿って残されたアーム２１を介して基板１５に接続さ
れている。従って、フレーム１９の内壁によって形成さ
れる窓１６ａの所まで基板１５が延びてはいない。第２
図に示すように、スパイダー１３は接着層１４を介して
フレーム１９にも固定されている。

フレーム２０にはリード線１２の全ての端部が集まって
おり、その各リード線１２の下側の位置に穴２２が開け
られている。この穴は、例えば錫−鉛からなるハンダ用
バンプ２４を介して集積回路１１の端子２３に接続され
る。実際には、一般に、バンプ２４を従来形式の集積回
路１１の端子に予め形成または固定して右いて、第２図
に示すように、フレーム２０の穴２２に挿入する。

従来方法では、フレーム２０はフレーム１９と同様のも
のであり、従って、フレーム１９の対角線に沿って延び
たアームによってフレーム１９に接続されている必要が
あった。

本発明では、フレーム２０は基板１５とは独立した要素
であり、窓１６の内部でリード線１２のＩＬＢ端部を支
持しており、その厚さは基板よりもはるかに薄い。

第３Ａ図と第３Ｂ図は第２図と同様の図であるが、本発
明の支持体１０を得るためのフレーム２０の好ましい作
り方を示す図で、その方法の２つの段階を示している。

これら図面では、予備成形された基板１５が金属シーＮ
３ａで予め均一に覆われている（この金属シート１３ａ
から後でＴＡＢスパイダー１３が形成される）。まず、
フレーム１９によって区画された窓１６ａの内側にある
均一な金属シート１３ａ上に液状の感光性絶縁材料層２
６を直接塗布する。この感光性絶縁材料層は基板１５の
厚さよりもはるかに薄く塗る。実際には、基板の厚さが
１００ミクロンの場合、感光性ポリイミドを厚さ３０ミ
クロンだけ塗装する。次いで、この層２６をフォトエツ
チングして第１図と第２図に示すようなフレーム２０と
その穴２２を形成する。次に、金属シーＨ３ａ全体をエ
ツチングしてＴＡＢスパイダー１３を形成する。変形例
として、感光性絶縁材料層２６を塗布する前に金属シー
ト１３ａをエツチングすることも可能である。

本発明の支持体１０は、添付図面と異なる方法で作るこ
ともできる。１つの変形例は、感光性ポリイミドを塗装
以外の方法で塗る方法である。公知の１つの方法はスピ
ンコーティングである。この材料は現在のところ市場で
は新しく、その全ての特徴と利点が明らかになっている
わけではない。

例えば、予め形成しておいたスパイダー１３にセリグラ
フィーを適用することが望ましい。別の変形例は、感光
性絶縁材料層２６として、導体上でハンダ部分を区画す
るのに通常使用されている「ハンダレジスト」の名称で
一般に知られている材料を用いることである。また、極
めて高密度にする場合には、穴２２を感光性絶縁材料層
２６のフォトエツチングによってではなく、レーデビー
ムによる穿入法等の極めて小さな直径の穴を開ける方法
を用いて、後から開けることもできる。

さらに、第３Ａ図と第３Ｂ図に示したようなフレーム２
０をスパイダー上に直接作るのではなく、支持体１０と
は別体に作り、それを後でスパイダー１３に接続・固定
することもできる。

第４図は、この別の実施例によって、本発明のＴＡＢ支
持体１０を作った場合を示している。第４図では、スパ
イダー１３と、基板１５と、フレーム１９とは従来と同
様にして一体に製造し、一方、フレーム２０は支持体１
０とは別体に独立して製造する。

実際には、厚さが２５ミクロンの薄いポリイミドフィル
ムを用い、このフィルムを酸素プラズマでエツチングし
てフレーム２０を形成し且つ穴２２を開ける。次いで、
上記スパイダー１３を基板１５に接着した接着層と同じ
接着層１４を用いて、このフレーム２０をスパイダー１
３に固定する。

フレーム２０を従来方法で作られた支持体１０とは別体
に作り、それを支持体ｌＯに固定し、穴２２を形成する
方法としては、この他に種々の方法が考えられる。特に
、フレーム２０を例えば超音波を用いた局所加熱によっ
てスパイダー１３に直接に固定することもできる。また
、穴２２は、フレーム２０を固定する前または後に、例
えばレーザによって形成することができる。また、フレ
ーム２０を、従来法によって支持体１０を製造する間、
例えば基板１５に取り付けられたスパイダー１３をエツ
チングする前に、スパイダー１３で支持することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、高密度集積回路用の本発明のＴＡＢ支持体を
導線を一部省略して示した平面図である。 第２図は、高密度集積回路を備えた第１図の支持体を線
■−■により切断した部分断面図である。 第３Ａ図と第３Ｂ図は第２図と同様の図であり、第１図
と第２図に示された支持体の本発明の製造方法の最初の
２段階を示している。 第４図は第２図と同様の図であり、本発明のＴＡＢ支持
体の別の作り方の実施例を示している。 （主な参照番号） １０・・ＴＡＢ用支持体、 １２・・リード線、 １３ａ・金属シート、 １５・・基板、 １７・・ＴＡＢフィルム、 １１・ １３・ １４・ １６． １８・ ・高密度集積回路、 ・ＴＡＢスパイダー ・接着層、 １６Ａ・・窓、 ・側部スプロケット、 １９．２０・ ・フレーム、 ２１・ ・アーム、 ２２・ ２４・ ０　ノｋ、 ２３・ ・ハンダ用バンプ、２６・ ・端子、 ・感光性絶縁材料層

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）リード線（１２）を有するＴＡＢスパイダー（１
   ３）が予備成形された基板（１５）上に接着されており
   、上記リード線（１２）のＩＬＢ端部が絶縁性フレーム
   （２０）上に支持されているＴＡＢ支持体（１０）にお
   いて、上記フレームが上記基板とは独立して上記リード
   線に支持された厚さが基板よりもはるかに薄い要素であ
   ることを特徴とする支持体。
2. （２）上記フレームがリード線に直接に塗布された感光
   性材料によって作られていることを特徴とする請求項１
   に記載の支持体。
3. （３）上記フレームがリード線の下側に接着されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の支持体。
4. （４）上記フレームがリード線の下側にあり且つ穴を有
   することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
   載の支持体。
5. （５）支持体が映画フィルム状のフィルム（１７）の形
   をしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
   項に記載の支持体。
6. （６）予備成形された基板（１５）上に導電性金属シー
   ト（１３ａ）を接着層（１４）を介して固定し、この金
   属シートをエッチングして、基板の窓（１６）の内側に
   ＩＬＢ端部を有する少なくとも１つのＴＡＢスパイダー
   （１３）を形成する操作を含むＴＡＢ支持体（１０）の
   製造方法において、 ＴＡＢスパイダーのＩＬＢ端部に、厚さが基板の厚さよ
   りもはるかに薄い絶縁性フレーム（２０）を固定する操
   作を含むことを特徴とする方法。
7. （７）上記フレームに予め穴を開けておき、この穴をＴ
   ＡＢスパイダーのＩＬＢ端部に対応させて上記フレーム
   の固定を行うことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. （８）上記フレームが均一なフレームであり、ＴＡＢス
   パイダーのＩＬＢ端部の下側の位置で上記フレームに穴
   （２２）を開ける操作を含むことを特徴とする請求項６
   に記載の方法。
9. （９）窓の少なくとも１つの中央領域において金属シー
   ト（１３ａ）上に感光性絶縁材料の層（２６）を基板の
   厚さよりもはるかに薄い厚さに直接に塗布し、この感光
   性絶縁材料の層をフォトエッチングしてＴＡＢスパイダ
   ーのＩＬＢ端部の下側の位置に上記フレーム（２０）を
   形成する操作が上記フレームの固定操作に含まれること
   を特徴とする請求項６に記載の方法。
10. （１０）上記感光性絶縁材料を上記金属シートに液状で
    塗布して堆積されることを特徴とする請求項９に記載の
    方法。
11. （１１）上記感光性絶縁材料が感光性ポリイミドである
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載の方法。
12. （１２）上記感光性絶縁材料が、導体上でハンダ部分を
    区画するのに用いられる材料（ハンダレジスト）である
    ことを特徴とする請求項９、１０または１１に記載の方
    法。
13. （１３）上記フォトエッチング操作が、スパイダー（１
    ３）のＩＬＢ端部の下側の位置で上記フレーム（２０）
    に穴（２２）を開ける操作を含むことを特徴とする請求
    項９〜１２のいずれか１項に記載の方法。