JPH03148845A - フィルムキャリア製造用のフィルム材 - 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〕 この発明は、フィルムキャリア製造用のフィルム材に関
し、半導体チップを搭載するためのフィルムキャリアを
製造する際の素材となるフィルム材、および、このフィ
ルム材を製造する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップのパフケージ構造として
、フィルムキャリア方式と呼ばれるものがある。これは
、フィルムテープ上にＣｕ箔等の導体金属層を形成し、
この導体金属層にエッチングを施してリードパターンを
形成することによってフィルムキャリアを製造し、この
フィルムキャリア上のリードパターンに半導体チップを
ボンディング接続した後、個々のリードパターン毎にフ
ィルムキャリアを打ち抜き分離して、半導体チップが搭
載されたフィルムキャリアチップを得る方法である。

第４図および第５図は、代表的なフィルムキヤリアチッ
プの構造を示しており、まず、第４図は、半導体チップ
とフィルムキャリアのリードパターンとの接続をボンデ
ィングワイヤで行もボンディングワイヤ式のフィルムキ
ャリアチップを示している。ポリイミド樹脂などからな
るフィルムｌＯには、Ｃｕ等の導体金属層からなるリー
ドパターン２０が所定のパターン状に形成されている。

半導体チップ３０は、フィルム１０にハンダ等の手段で
搭載固定された後、各電極とリードパターン２０がボン
ディングワイヤ４０で電気的に接続されている。半導体
チップ３００周辺は封止樹脂５０で覆われている。

つぎに、第５図は、半導体チップとフィルムキャリアの
リードパターンとの接続をバンプで行うバンプ式のフィ
ルムキャリアチップを示している、前記第４図の構造と
の相違点は、リードパターン２０が半導体チップ３０の
下面の各電極位置まで延長されており、延長されたリー
ドパターン２０の上に、Ａｕやハンダなどからなるバン
プ７０を介して、リードパターン２０と各電極とを電気
的に接続するとともに半導体チップ３０自体をフィルム
１０に固定している。

両者を比較すると、ワイヤボンディング式の場合は、半
導体チップ３０の個々の電極とリードパターン２０をボ
ンディングワイヤ４０でいちいち接続する手間が掛かる
とともに、ワイヤボンディング作業を行うには、電極同
士の間隔を充分に取る必要があるため、電極間隔および
半導体チップ３０全体の平面寸法が大きくなるという問
題がある。また、ボンディングワイヤ４０が半導体チッ
プ３０の表面に突出した形になるので、このボンディン
グワイヤ４０全体を完全に覆うには、封止樹脂５０の外
形も大きくなり、フィルムキャリアチップ全体の嵩寸法
が太きくなるという欠点があった。

これに対し、バンプ式の場合は、半導体チップ３０の電
極とリードパターン２０の間にバンプ７０を挟んだまま
、一括して加熱および加圧すれば、一度で全ての接続が
果たせ、極めて能率的に接続作業が行える。また、電極
同士の間隔が狭くても接続可能であるので、電極間隔す
なわち半導体チップ３０の面積を小さくすることができ
る。バン”プア０は、半導体チップ３０の裏面に隠れて
いるとともに、わずかな厚みしかないので、厚み方向に
も薄くなる。その結果、フィルムキャリアチップ全体の
寸法を小さくすることができる。

以上のような理由で、バンプ式のほうがワイヤボンディ
ング式よりも優れているとして、小型パフケージ用に利
用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、バンブ式のフィルムキャリアチップは、半導
体デツプ３０の電極配置に対する融通性がないという欠
点があった。

すなわち、フィルムキャリアチップのリードパターン２
０のうち、配線基板等の外部回路への接続を行うアウタ
ーリード部２１については、一定の規格寸法に合わせて
おけば、色々な実装形態にそのまま利用することができ
る。しかし、半導体チップ３０の電極配置は、個々の半
導体チップ３０の構造によって全く違うので、リードパ
ターン２Ｇのインナーリード部２２についｔは、半導体
チップ３０の電極配置すな−わちバンプ７０の配置に合
わせて形成しておかなければならない。

そのため、一定パターンのインナーリード部２２を有す
るリードパターン２０を備えたフィルムｌＯ、すなわち
フィルムキャリアでは、電極配置の異なる半導体チッブ
３０の搭載用には利用できず、半導体チップ３０の電極
配置が変わる毎に、形成パターンの異なるリードパター
ン２０を備えたフィルムキャリアを製造しなければなら
ない。

そして、リードパターン２０の形成パターンが変わると
、それぞれのパターン毎に、エッチング用のマスクや型
を準備しなければならず、装置コストが増大するととも
に、パターン変更の度に、装　−置の段取りを変えなけ
ればならず、作業時間も長く掛かるという問題があった
。

特に、近年は、半導体チップの電極数が益々増加すると
ともに、多品種少量生産化が進行しており、品種変更の
度に、エッチング用のマスクを製造する等め長時間のリ
ードタイムを設定したり、仁シャルコストが増大するの
は極めて重大な問題である。

そこで、この発明の課題は、半導体チップの小型化や搭
載作業の能率化等に好適なバンプ式のフィルムキャリア
チップを製造するためのフィルムキャリアにおいて、半
導体チップの電極配置の変更に容易に対応することので
きるフィルムキャリアを製造するためのフィルム材、お
よび、このフィルム材を製造する方法を捉供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本願発明者らは、先に、以
下に説明するようなフィルムキャリア製造用のフィルム
材、および、このフィルム材を用いたフィルムキャリア
の製造方法を発明し、特許出願している。

この先願発明にかかるフィルムキャリア製造用のフィル
ム材は、リードパターンのうち、アウターリード部のみ
をパターン形成し、インナーリード部についてはパター
ン形成せず、全体を導体金属層のままで残したインナー
リード形成部としたものである。このフィルム材に対し
て、搭載する半導体チップの電極配置に合わせて、レー
ザー加工でインナーリード形成部の一部を除去して所定
のインナーリード部をパターン形成すれば、目的とする
フィルムキャリアが製造できるというものである。この
発明によれば、予め製造しておくフィルム材は、半導体
チップの電極配置に関係なく同じリードパターン形状の
ものを一括製造しておけること、半導体チップの電極配
置が変わっても、レーザー加工のプログラム変更のみで
容易に対応できること等の優れた作用効果を発揮するこ
とができる。

しかし、上記した先願発明でも、次のような問題が残っ
ていた。エッチングによるアウターリード部のパターン
形成と、レーザー加工によるインナーリード部のパター
ン形成を別々の工程で行っているので、アウターリード
部の形成位置とインナーリード部の形成位置を正確に位
置合わせしなければならないという問題である。

そこで、前記した先願発明をさらに改良して、、フィル
ムキャリア製造用のフィルム材において、アウターリー
ド部とインナーリード部の形成パターンの位置決めを正
確かつ簡単に行う方法について研究した結果、以下に述
べる本願発明を完成した。

この発明にかかるフィルムキャリア製造用のフィルム材
は、フィルム上に形成されたリードパターンのインナー
リード部に、前記フィルム上に搭載される半導体チップ
の各電極がバンブを介して接続されてなるフィルムキャ
リアを製造するためのフィルム材であって、前記フィル
ム上の導体金属層からパターン形成によって形成される
リードパターンのうち、搭載する半導体チップの電極配
置によってパターンが変わらないアウターリード部は予
めパターン形成されているが、搭載する半導体チップの
電極配置によってパターンが変わるインナーリード部は
パターン形成されず導体金属層のままで残されてインナ
ーリード形成部となっており、さらに、前記フィルム上
の導体金属層からは、アウターリード部のパターン形成
と同時に位置決めマーク部も形成されている。

フィルムキャリア用フィルム材は、ポリイミド樹脂等か
らなるフィルムテープの表面に、銅等の導体金属層を形
成した後、所定のパターン形状にエッチングして、リー
ドパターンを形成したものであり、このような基本的な
構造については、従来の通常のフィルムキャリア製造用
のフィルム材と同様のもので実施できる。

この発明では、リードパターンの形成パターンのうち、
外部回路との接続用になるアウターリード部については
、従来と同様に、所定のパターン形成が行われるが、半
導体チップの電極と接続されるインナーリード部につい
ては、パターン形成を行わず全体が導体金属層で覆われ
たままにしておく、このインナーリード部を形成するた
めの導体金属部分をインナーリード形成部と呼ぶ。ここ
で、インナーリード部とは、半導体チップの電極配置に
合わせて、そのパターンを変更する必要がある部分を意
味しており、リードパターンの内側部分であっても、半
導体チップの電極配置によりパターン形成を変更する必
要のない個所については、前記アウターリード部と同様
にパターン形成しておく。

リードパターンを形成する導体金属層としては、前記し
た銅の他にも、ＡＩ　Ｎｉ％　Ａｕその他の回路形成用
導体金属を用いることができ、また、リードパターンの
場所によって異なる導体金属を用いたり、複数の導体金
属層を積層したものであってもよい。

さらに、アウターリード部およびインナーリード形成部
とは別の位置に、同じ導体金属層から、アウターリード
部のパターン形成と同時に位置決めマーク部を形成して
お（。位置決めマーク部の形状は、「＋」印や鉤印等、
ｘｙ両方向の位置合わせに適当な指標となる形状を用い
るのが好ましい、位置決めマーク部は、アウターリード
部およびインナーリード形成部の近傍に、１個もしくは
複数個形成しておく、具体的には、例えば、インナーリ
ード形成部の外側に延びる複数方向のアウターリード部
の間のあいた位置に、対角線上に２個の位置決めマーク
部を形成しておけば、余分な場所を取らないとともに確
実に位置決めすることができる。

このような構造のリードパターンおよび位置決めマーク
部を備えたものが、この発明のフィルム材である。

つぎに、上記のようなフィルム材を用いて、フィルムキ
ャリアを製造する方法について説明する搭載しようとす
る個々の半導体チップの電極配置に姦わせて、インナー
リード部のパターン形成を行う、インナーリード部のパ
ターン形成は、レーザー加工により行う、レーザー加工
の加エバターンは、ＮＣ加工制御装置等を用いて、予め
、半導体チップの電極配置に合わせて設定されたプログ
ラムによってレーザー光線の照射を制御すればよい、そ
して、レーザー加工の加エバターンの基準を、フィルム
上に形成されている位置決めマーク部により行う、すな
わち、位置決めマーク部を、光センサ等の適当なセンサ
で検知し、その検出された位置決めマーク部の位置情報
を元にして、アウターリード部と正確に対応する位置に
インナーリード部が形成されるようにレーザー光を移動
照射するのである。位置決めマーク部の検出およびレー
ザー光の照射位置の決定は、前記のようなセンサを利用
して自動制御してもよいし、位置決めマーク部を拡大映
像装置等に表示させて、肉眼で確認しながらレーザー光
の照射位置もしくはフィルム材の装着位置を調整するよ
うにしてもよい、具体的なレーザー加工装置や加工条件
は、通常の半導体製造や配線回路製造等におけるレーザ
ー　加工と同様のもので実施できる。

インナーリード部のパターン形成が終了したフィルムキ
ャリアは、通常の半導体チップ搭載方法と同様に、各電
極毎のバンブ形成工程や、インナーリード部と半導体チ
ップの電極とのバンプを介した接合ボンディング工程、
樹脂による封止工程、個々のフィルムキャリアチップへ
の打ち抜き分離工程等が行われて、目的とするフィルム
キャリアチップが製造される。なお、インナーリード部
と電極の接合ポンディング工程では、前記した位置決め
マーク部を利用して、インナーリード部と半導体チップ
の電極との位置合わせを行えば、簡単かつ正確に位置決
めを行うことができる。その他の工程でも、位置決めマ
ーク部を位置合わせの基準として利用することができる
。最終的に製造されたフィルムキャリアチップには位置
決めマーク部が不要であれば、前記打ち抜き分離工程等
で位置決めマーク部を除去してしまえばよい。

〔作　　用〕

フィルムキャリアに対するリードパターンのパターン形
成を、半導体チップの電極配置による変更さ・れること
のないアウターリード部と、電極配置が異なる毎に変更
されるインナーリード部とに分け、フィルムキャリア製
造用のフィルム材ニハ、アウターリード部のパターン形
成のみを行ってお（ので、シイルム材としては、半導体
チップの電極配置に関係なく全て同じものが使用でき、
能率的に大量生産しておくことができる。そして、この
ようなフィルム材に対して、電極配置の異なる半導体チ
ップ毎に、インナーリード部のパターン形成のみを、加
エバターンが容易に変更できるレーザー加工で加工する
ので、半導体チップの電極配置の変更に極めて容易に対
応することができる。

言い換えれば、形成パターンの変更がないアウターリー
ド部は、エッチング法等、通常の回路形成手段で能率的
かつ経済的にパターン形成を行っておき、形成パターン
の変更があるインナーリード部のみを、加エバターンを
自由に変更できるレーザー加工で行っているので、フィ
ルムキャリアの生産性を低下させることなく、半導体チ
ップの電極配置の変更に容易に対応できることになり、
極めて融通性の高いフィルムキャリア製造用のフィルム
材となる。

さらに、アウターリード部のパターン形成と同時に、位
置決めマーク部を形成しているので、インナーリード部
のパターン形成をレーザー加工で行う際には、この位置
決めマーク部を基準にしてレーザー光の照射を制御すれ
ば、アウターリード部の形成パターンと正確に位置合わ
せされた状態で、インナーリード部のパターンを形成す
ることができる。アウターリード部と間じエッチング法
で位置決めマーク部を形成した場合、一般的なエッチン
グの加工位置精度が±２＃ｍ程度であるとすれば、位置
決めマーク部の位置精度も±２ｐ重の極めて正確なもの
となる。また、アウターリード部と位置決めマーク部と
は同時にエッチングされるのであるから、フィルム材に
対するそれぞれの位置誤差はあったとしても、互いの間
の相対的な位置誤差は極めて小さなものとなる。

しかも、位置決めマーク部は、その後のフィルムキャリ
ア製造工程において、リードパターンの位置を正確に知
る必要がある場合にも、位置決めの基準として利用する
ことができる。

〔実　施　例〕

ついで、この発明を、実施例を示す図面を参照しながら
、以下に詳しく説明する。なお、前記した従来例の構造
と共通する構造部分には、同じ符号を付けるとともに重
複する説明は省略する。

第１図は、フィルキャリア製造用のフィルム材であるフ
ィルムテープ１０ａを示しており、長尺状のフィルムテ
ープｌｏａには、幅方向の両端に一定間隔でスプロケッ
ト孔ｌｌ、ｌｌが■通形成されている。

フィルムテープ１０ａの表面中央には、半導体チップ搭
載用のリードパターン２０が形成されている。リードパ
ターン２０は、フィルムテープ１０ａの表面全体に銅等
の導体金属層を形成した後、エッチングで所定のパター
ンに除去加工したものである。リードパターン２０は、
四方に向かって延びる短冊状のアウターリード部２１と
、アウターリード部２１の中央に位置する正四角形状の
インナーリード形成部２３とからなる。アウターリード
部２１の構造は、従来の通常のフィルムキャリアの場合
と同様である。インナーリード形成部２３は、従来のよ
うに、個々の電極毎にパターン形成されておらず、全体
が一体的に連続した形で形成されている。すなわち、半
導体チップ３０の電極配置が変更された場合に、個々の
インナーリード部が配置される可能性のある個所全体を
覆ってインナーリード形成部２３が設けられている。イ
ンナーリード形成部２３の中央には、小さな正四角形伏
の空間部２４が形成されている。これは、通常の半導体
チップ３０では、平面形の周辺部分に電極が設定され、
中央部分に電極が設定さ　　れることは少ないので、イ
ンナーリード部も中央部分まで形成されることはない、
そこで、予め、中央部分に空間部２４を形成しておけば
、後述するインナーリード部加工の手間を減ら、すごと
ができるのである、、 つぎに、インナーリード部２３の対角線の延長方向で対
向する２個所に位置決めマーク部２９゜２９が形成され
ている。位置決めマーク部２９は、「＋」印をなし、ア
ウターリード部２１およびインナーリード形成部２３と
同時に導体金属層をエッチングすることによって形成さ
れている。

上記のようなリードパターン２０および位置決めマーク
部２９が形成されれば、フィルムテープ１０ａすなわち
フィルムキャリア製造用のフィル人材の製造が完了し、
この状態で輸送保管あるいは販売に供される。

第２図は、フィルムテープ１０ａ等のフィルム材に半導
体チップ３０を搭載する工程を模式的に示しており、ま
ず、第２図（ａ）に示すように、フィルムｌＯの表面に
、導体金属層からなるリードパターン２０および位置決
め用マーク部２９（図には表れていない）が形成される
。この状態が、前記第１図の状態である。

つぎに、搭載しようとする半導体チップ３０の電極配置
に合わせて、リードパターン２０のインナーリード形成
部２３をパターン形成する。第２図山）に示すように、
リードパターン２０の上からレーザー光線Ｒを照射して
、インナーリード形成部２３の導体金属層を除去する。

レーザー光線Ｒの照射位置は、位置決めマーク部２９の
位置をセン号で検知し、その検出情報を元にして、レー
ザー光線Ｒのｗ制御機構もしくはフィルムｌＯの保持機
構を作動調整することによって決定する。レーザー光線
Ｒの照射パターンを制御することによって、所望のパタ
ーン形状を備えたインナーリード部２２が形成できる。

第３図は、このようにして形成されたインナーリード部
２２の構造を示しており、比較的広い一定間隔をあけて
配置された各アウターリード部２１につづいて、それぞ
れ細いクサビ状のインナーリード部２２が設けられ、イ
ンナーリード部２２の先端が、半導体チップ３０下面の
各電極位置に配置されるようになっている。以上のよう
にして、リードパターン２０の全体がパターン形成され
たフィルムキャリアが製造できることになる。

第２図（Ｃ）は、フィルムキャリアに半導体チップを搭
載した状態を示しており、インナーリード部２２の上に
、バンプ７０を介して半導体チップ３０を載せ、加圧お
よび加熱することによって、半導体チップ３０の各電極
と各インナーリード部２２とを接続固定している。具体
的なバンブ接続の手段や工程は、従来の通常のバンプ式
フィルムキャリアチップの製造方法と同様に実施される
。

このあと、半導体チップ３０の搭載部分を樹脂で封止し
たり、リードパターン２０の外周部分でフィルムテープ
１０ａの周辺部分と打ち抜き分離したり、リードパター
ン２０のうち、アウターリード部２１を外周回路と接続
し易いように折り曲げたりするのも、従来の通常のフィ
ルムキャリアチップの製造方法と同様に行われる。

〔発明の効果〕

以上に述べた、この発明にかかるフィルムキャリア製造
用のフィルム材によれば、半導体チップの電極配置が変
わる度に変更する必要があるバンプ接続用のインナーリ
ード部を形成せず、全体が導体金属層で覆われたままの
インナーリード形成部にしておくので、電極配置の異な
る多様な半導体チップに対して、全て共通のフィルム材
を通用することができる。したがって、エッチング用マ
スクや型等の製造装置は１種類で良く、半導体チップの
電極配置が変更される度に、エッチング用マスクを作り
変える時間および手間が省け、コスト的にも大幅に削減
できることになり、生産性の向上および生産コストの低
減に極めて大きな効果がある。

インナーリード部のパターン形成は、半導体チップの電
極配置に合わせてレーザー加工で行い、このレーザー加
工では、ＮＣｉｉｌｌ＆ＩＩＩプログラム等で自由な加
エバターンが得られるので、任意の電極配置を有する半
導体チップに対して、その電極配置に対応するように加
エブログラムを変更するだけで、容易かつ迅速に対応す
ることができ、極めて融通性の高いものとなる。しかも
、レーザー加工が必要なのは、インナーリード部のみの
狭い範囲であるので、全体の加工時間が増えたり、手間
が掛かることはなく、全体の生産性や経済性を損なら心
配はない。

さらに、アウターリード部のパターン形成と同時に位置
決めマーク部を形成しておくので、この位置決めマーク
部を基準にしてインナーリード部のレーザー加工を行う
ことができ、別々の工程でパターン形成されるアウター
リード部とインナーリード部の位置合わせを正確かつ容
易に行えることになる。

位置決めマーク部はアウターリード部等と同時に形成す
るので、余分な作業工程が増えたり、生産性を低下させ
ることはない、位置決めマーク部は、フィルム上でリー
ドパターンの邪魔にならない任意の位置に形成しておけ
ばよいとともに、フィルムキャリアが完成するまでに除
去してしまえば、フィルム材の必要面積が増えたり、製
造されたフィルムキヤリアチ、フブの外形が太きくなる
こともない。したがって、位置決めマーク部の形成によ
って、フィルム材の材料コストおよび製造コストが増え
る心配は全くない。

以上の結果、電極配置の高密度化や半導体チップの小型
化等に好適なバンブ式のフィルムキャリアでありながら
、半導体チップの電極配置に関しては、従来のワイヤポ
ンディング式と同等かそれ以上の融通性を備えたフィル
ムキャリアを製造することが可能になり、しかも、別々
の工程でパターン形成されるアウターリード部とインナ
ーリード部の位置合わせが確実かつ容易に行える生産性
にも優れたものになり、フィルムキャリアチップの需要
拡大および用途の拡大にも大きく貢献できるものとなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す、インナーリード部を
パターン形成する前のフィルム材の平面図、第２図（ａ
）〜（Ｃ）は順次フィルムキャリアの製造工程を示す模
式的断面図、第３図はインナーリード部のパターン形成
が行われたフィルムキャリアの平面図、第４図（ａ）、
　（ｂ）は従来のワイヤボンディング式フィルムキャリ
アチップを示し、第４図（ａ）は断面図、第４図伽）は
封止樹脂を除いた状態の底面図、第５図（Ｊｌ）、　（
ｂ）は従来のバンブ式フィルムキャリアチップを示し、
第５図（ａ）は断面図、第５図山）は封止樹脂を除いた
状態の底面図である。 １０−・・フィルム　２０・・・リードパターン　２１
・・・アウターリード部　２２・・・インナーリード部
２３・・・インナーリード形成部　２９・・・位置決め
マーク部　３０・・・半導体チップ　７０・・・バンブ
代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名ｌＯ・−・
フィルム ２　Ｇ−・・リードパターン 第１　図　　　２１−・・アウターリード部２２−・・
インナーリード部 ２３　・・・インナーリード形成部 ２９−・・位置決めマーク部 第２図 第３図 ）口Ｘ口口凸に２９ （口Ｘ口口甲（ 第４図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　フィルム上に形成されたリードパターンのインナー
   リード部に、前記フィルム上に搭載される半導体チップ
   の各電極がバンプを介して接続されてなるフィルムキャ
   リアを製造するためのフィルム材であって、前記フィル
   ム上の導体金属層からパターン形成によって形成される
   リードパターンのうち、搭載する半導体チップの電極配
   置によってパターンが変わらないアウターリード部は予
   めパターン形成されているが、搭載する半導体チップの
   電極配置によってパターンが変わるインナーリード部は
   パターン形成されず導体金属層のままで残されてインナ
   ーリード形成部となっており、さらに、前記フィルム上
   の導体金属層からは、アウターリード部のパターン形成
   と同時に位置決めマーク部も形成されていることを特徴
   とするフィルムキャリア製造用のフィルム材。