JPH0815170B2

JPH0815170B2 - フィルムキャリヤの製造方法

Info

Publication number: JPH0815170B2
Application number: JP62167897A
Authority: JP
Inventors: 正博辻; 進川内; 弘中山
Original assignee: 株式会社ジャパエナジー
Priority date: 1987-07-07
Filing date: 1987-07-07
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPS6412539A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は半導体チップ等の電子部品を配線板に実装す
るのに適したリード部をもつフィルムキャリヤの製造方
法に関するものである。

〔発明の背景〕

一般にICやLSI等の半導体チップは数ミリ角、厚さ100
ミクロン程度の小片なので、このままでは配線板に装着
しにくい。そのため通常IC又はLSI用パッケージと呼ば
れている一種の容器に収納されている。

このIC、LSI用パッケージの基本形は、半導体チップ
が放熱用金属板であるヒートシンク上に装着され、ボン
ディングワイヤーにより前記チップの電極端子と外部回
路接続用リード線とが接合されている構造を有してい
る。

前記リード線はパッケージ外にムカデの足のように突
出しており、ピンとも呼ばれている。

このようなIC、LSI用パッケージはピンが垂直下方向
に両側から２列に突き出ているデュアルインラインパッ
ケージ（DIP）方式とピンが四辺の平面方向に突き出て
いるフラットパッケージ（EP）方式が今のところ主流と
なっている。

前記FP方式はリード数（ピン数）をDIP方式よりも比
較的多くできるので配線板上の実装密度をやや高めるこ
とができるという利点がある。

しかしながら最近ではLSIの高集積化が進み、それに
比例してピン数も急速に増加する傾向にあるので、前記
のようなFP方式やDIP方式では間に合わず、多ピン化に
対応できる新しいパッケージ方式が求められていた。

このような中でフィルムキャリヤ（テープキャリヤあ
るいはタブとも言う）と呼ばれるパッケージ方式が開発
された。

このフィルムキャリヤ方式は第１図に示すようにスプ
ロケットホイール１のついた長尺のテープ２からなり、
このテープ２の基材にはポリイミド、ポリエステル、ポ
リエーテルスルホン（PES）、ポリパラバニック酸（PP
A）などの樹脂を使用し、その上に銅箔を貼り、これを
さらにフォトエッチングにより銅製のインナーリード
（チップボンディング用フィンガー）３及び銅製のアウ
ターリード（外部接続用フィンガー）４を形成したもの
である。

なお、明細書中においてはインナーリード３及びアウ
ターリード４等の微少パターンを総称してリード部とす
る。

一般的に行われているこの工程をもう少し詳しく説明
すると、長尺テープ状のポリイミド等の樹脂にデバイス
孔を打抜き加工後、回路を形成する金属として35ミクロ
ン程度の厚みの銅箔をラミネートし、次に前記銅箔にレ
ジスト塗布、パターンの焼付け、露光、現像、エッチン
グ処理し、前記レジストの剥離除去後、必要に応じてさ
らにめっきという工程を経て第１図に示すようなリード
部をもつ微細なパターンを形成するものである。

この第１図に示す様に、半導体チップ等を搭載するた
めのベースフィルムの中央部を打抜いたデバイス孔に、
銅箔から形成されたリード部が部分的に突出するように
高密度に配列されている。このリード部の線巾は場合に
よっては数十ミクロンという狭いものになることもあ
る。

一方、半導体チップの電極には、通常フィルムキャリ
ヤ上のインナーリードに結合するためのバンプが形成さ
れている。そして全ての端子を同時に接合するギャング
ボンディング法により、前記半導体チップの電極（バン
プ）とフィルムキャリヤ上のインナーリードとを接合す
る。そしてリード部を配線板に搭載するときはフィルム
キャリヤから銅箔製のアウターリードを半導体素子とと
もに切離し、しかる後（打ち抜きにより）配線板に実装
する。

このように形成されるテープキャリヤはテープ状（長尺）のまま吸うことができ、スプロケ
ットホールを利用して位置決めができる。

ワイヤボンディング方式に比べて、ボンディング時
にインナーリードのつぶれが殆んどないので、端子ピッ
チを著しく詰めることができる（80ミクロン程度ま
で）。

ギャングボンディング方式であるため、ボンディン
グ工数は一度で済み端子数に無関係である。

キャリアにつけたままでチップのバーンインテスト
ができる。

キャリアが薄く、柔軟性を有するので薄型、フレキ
シブル型の実装ができる。

実装後のチップ取り替えが容易である。

などの多くの利点があり、特に多ピン化を必要とする高
密度実装タイプのLSI用に適するものである。

〔従来技術及び問題点〕

ところで、上記のようなフィルムキャリヤ方式に使用
される金属導体（リード部）には、高い電気伝導性が要
求されるため、従来は15〜50μｍ厚（最近ではさらに薄
い板厚のものも検討されている）のタフピッチ銅箔が使
用されていた。しかし、このようなタフピッチ銅（純銅
系）箔では、下記に示すような多くの欠点があり、満足
できるものではなかった。すなわち、微細なリード部を
高密度に形成するためにはエッチング精度を上げる必要
があり、そのためには銅箔の厚さをできるだけ薄くする
ことが必要とされる。ところが上記のような15〜50μｍ
程度の銅箔のフォトエッチングにより形成された銅製の
微細なリード部は、製造工程中の熱により軟化したり、
エッチング加工におけるレジストの剥離の際やめっき液
流の変動あるいはフィルムキャリヤを移動させるときの
ロールの接触などによっても変形するという問題を生
じ、このようにしてフィンガー部が変形すると端子の短
絡を生じたり、ボンディングの不良を生じたりするおそ
れがあった。

また、銅箔を接着剤により樹脂へ接着する場合、Curi
ng温度を高くし、高温用接着剤を用いると銅箔と樹脂と
の密着性が良くなり、信頼性が向上するが、Curing時間
が比較的長時間（通常数時間）であるため、上記のよう
な従来の鈍銅系銅箔では容易に軟化してしまうという問
題があった。

さらにリード部を形成する従来の圧延銅箔では、縦方
向（圧延方向）と横方向（圧延方向に直角な方向）とで
引張り強度や伸びに著しい差異がある。すなわち、機械
的特性に異方性があるという欠点があった。

〔発明の構成〕

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、リ
ード部の強度と耐熱性を向上させ、これによってリード
部の薄肉化を可能にするとともに機械的特性の異方性を
なくし、エッチング精度を向上させ、高密度多ピン化に
対応できるリード部をもつフィルムキャリヤの製造方法
を提供するものである。

すなわち本発明は、半導体チップ等の電子部品を搭載
するフィルムキャリヤのリード部を、下記の銅合金組成
からなる圧延銅合金箔を最終冷間圧延後歪取り焼鈍し、
これをさらに樹脂製のベースフィルムにラミネートした
後、エッチングにより形成することを特徴とするフィル
ムキャリヤの製造方法 P0.005〜0.05重量％、B0.005〜0.05重量％、 Al0.01〜0.5重量％、As0.01〜0.5重量％、 Cd0.01〜0.5重量％、Co0.01〜0.5重量％、 Fe0.01〜0.5重量％、In0.01〜0.5重量％、 Mg0.01〜0.5重量％、Mn0.01〜0.5重量％、 Ni0.01〜0.5重量％、Si0.01〜0.5重量％、 Sn0.01〜0.5重量％、Te0.01〜0.5重量％、 Ag0.01〜１重量％、Cr0.01〜１重量％、 Hf0.01〜１重量％、Zn0.01〜１重量％、 Zr0.01〜１重量％の群から選択された１種又は２種以上の成分を0.005〜
1.5重量％含有し、残部Cu又は不可避的不純物からなる
銅合金に関する。

〔発明の具体的説明〕

本発明を構成する圧延銅箔の合金成分のＰ、Ｂ、Al、
As、Cd、Co、Fe、In、Mg、Mn、Ni、Si、Sn、Te、Ag、C
r、Hf、Zn、Zrは強度、耐熱性を向上させるとともに銅
の再結晶集合組織である（100）方位が発達することを
防ぎ異方性を改善する。

しかし、銅に添加されるこれらの合金成分にはそれぞ
れ上限及び下限がある。それについて以下に説明する。

Ｐ、Ｂについては0.005重量％未満、Al、As、Cd、C
o、Fe、In、Mg、Mn、Ni、Si、Sn、Te、Ag、Cr、Hf、Z
n、Zrについては0.01重量％未満では期待する効果が得
られず、逆に、Ｐ、Ｂについては0.05重量％、Al、As、
Cd、Co、Fe、In、Mg、Mn、Ni、Si、Sn、Teについては0.
5重量％、Ag、Cr、Hf、Zn、Zrについては１重量％を超
えると導電性が著しく低下するため好ましくない。又、
これら群から選択された１種又は２種以上の成分の範囲
を0.005〜1.5重量％とした理由は、下限値については１
種添加の下限値として0.005重量％とし、上限値につい
ては２種以上の添加により１重量％を超えても金属間化
合物の生成等で必ずしも著しい導電性の低下がないが、
1.5重量％を超えると著しく低下するためである。

リード部を形成する上記箔の合金組成でIn又はSnを添
加したものは導電率が高く、半軟化温度が200〜300℃で
制御可能であること（なお、この半軟化温度はICチップ
とのボンディング時（温度320℃）及び基板との接続時
（温度270℃）に銅材が軟化することが望ましいとされ
ている温度である。）、通常使用されているエッチング
溶液、塩化第２鉄（FeCl₃）、塩化銅（CuCl₂）で容易に
エッチングができる点でより優れた材料である。

最終冷間圧延後、歪取り焼鈍をする理由は、冷間圧延
上りの状態では材料内部に残留応力が多量に蓄積されて
いるため、フィルムキャリヤ製造工程中に受ける熱（樹
脂との接着時の熱あるいはエッチングパターン焼付け時
の熱等）により残留応力が開放され、銅合金箔の収縮が
生じ、フィルムキャリヤの変形を誘発したり、微細なリ
ード部を変形してしまうおそれがあるからで、従って、
最終冷間圧延後に歪取り焼鈍をすることにより、この銅
合金箔から形成されるリード部の変形を防止するもので
ある。なお、歪取り焼鈍の方法については特に限定され
るものではなく、適宜の焼鈍法を用いることができる。

次に本発明の使用する銅合金箔及び従来のタフピッチ
銅箔の抗張力及び伸びの代表例を第２図に基づいて説明
する。本発明に使用する銅合金箔はSn入り（0.15％Sn）
銅合金箔8a,8b,9a,9bで、比較例として示すものは従来
のタフピッチ銅からなるブライト箔6a,6b,7a,7bであ
る。第２図から明らかなようにSn入り銅合金箔8a,8bは
焼鈍温度（15分）が300℃を超えてもなおかつ高い抗張
力を維持しているのが分かる。これに対し、タフピッチ
銅箔の抗張力6a,6bは120℃程度から急激に降下し、耐熱
強度が著しく低いことが分かる。

これから明らかなように熱影響のある従来のタフピッ
チ圧延銅箔により形成されたリード部をもつフィルムキ
ャリヤは信頼性に著しく欠けているのである。また、圧
延の縦方向（圧延方向）と横方向とでは、第２図の従来
のタフピッチ圧延銅箔で分かるように、抗張力（縦方向
6a,横方向6b）及び伸び（縦方向7a、横方向7b）とも大
きな差異がある。特に熱を受ける160〜200℃の範囲では
その差異が大きく、このような異方性に伴う位置づれや
変形のために素子との接続の不確実性が増加する。

これに対して、代表例として示す本願発明に用いるSn
入り銅箔では前記のような高耐熱性を備えているため熱
による変形がなく、さらに前記のような縦方向と横方向
との抗張力（縦方向8a、横方向8b）と伸び（縦方向9a、
横方向9b）の異方性は殆ど認められない。これは、高密
度かつ微細リード部をもつフィルムキャリヤとして信頼
性の向上に大きく寄与するものである。

この耐熱強度は他の本発明のリード部に用いられる合
金の組成についても同様であった。

以下に本発明材料を実施例をもって説明する。

〔実施例〕

第１表に示される本発明のフィルムキャリヤのリード
部の合金に係る各種成分組成のインゴットを高周波溶解
炉で溶解鋳造した。

次にこれを900℃で熱間圧延して厚さ8mmの板とした
後、冷間圧延で厚さ1mmとした。これを500℃にて１時間
焼鈍したのち冷間圧延で厚さ0.2mmとし、さらに500℃に
て１時間焼鈍したのち冷間圧延で厚さ0.025mmとした。

そしてこれを第１表に示す歪取り焼鈍条件で焼鈍し
た。このようにして調整された試料の評価として、強度
を引張試験により圧延平行方向と直角方向で測定し、耐
熱性を加熱時間１時間における軟化温度により、導電性
を導電率（％IACS）によって示した。また、ポリイミド
フィルムを用いた３層のフィルムキャリヤを作製し、リ
ード部の変形の有無を調査した。

第１表に示す如く本発明の合金は優れた強度、耐熱
性、導電性を有し、異方性も少なく、フィルムキャリヤ
にした時のリード部の変形が発生せず、フィルムキャリ
ヤとして優れた特性を有している。

〔発明の効果〕 IC又はLSI等の高集積化とともに急速な多ピン化の傾
向にあるリード部に要求されるより実装密度を高めるこ
とのできるフィルムキャリヤの開発が進められている
が、リード部の配列、形状がより狭小となることによっ
て起る変形や短絡、異方性等の問題は極めて重要であ
る。本発明はこれらの問題を全て解決したもので、技術
の進展と優良なフィルムキャリヤの製造に寄与すること
が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィルムキャリヤ方式の一例を示す概略説明図
である。第２図は本発明に使用する銅合金箔とタフピッチ銅箔の
各種焼鈍温度における抗張力と伸びを示すグラフであ
る。 1:スプロケットホイール 2:樹脂フィルム（ベースフィルム） 3:インナーリード（チップボンディング用フィンガー） 4:アウターリード（外部接続用フィンガー） 5:テスト用パット 6a:タフピッチ銅箔縦方向の抗張力 6b:タフピッチ銅箔横方向の抗張力 7a:タフピッチ銅箔縦方向の伸び 7b:タフピッチ銅箔横方向の伸び 8a:Sn入り銅合金箔縦方向の抗張力 8b:Sn入り銅合金箔横方向の抗張力 9a:Sn入り銅合金箔縦方向の伸び 9b:Sn入り銅合金箔横方向の伸び

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中山弘東京都港区赤坂１丁目12番32号日本鉱業株式会社内 (56)参考文献特開昭62−189738（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−159954（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップ等の電子部品を搭載するフィ
ルムキャリヤのリード部を、下記の銅合金組成からなる
圧延銅合金箔を最終冷間圧延後歪取り焼鈍し、これをさ
らに樹脂製のベースフィルムにラミネートした後、エッ
チングにより形成することを特徴とするフィルムキャリ
ヤの製造方法 P0.005〜0.05重量％、B0.005〜0.05重量％、 Al0.01〜0.5重量％、As0.01〜0.5重量％、 Cd0.01〜0.5重量％、Co0.01〜0.5重量％、 Fe0.01〜0.5重量％、In0.01〜0.5重量％、 Mg0.01〜0.5重量％、Mn0.01〜0.5重量％、 Ni0.01〜0.5重量％、Si0.01〜0.5重量％、 Sn0.01〜0.5重量％、Te0.01〜0.5重量％、 Ag0.01〜１重量％、Cr0.01〜１重量％、 Hf0.01〜１重量％、Zn0.01〜１重量％、 Zr0.01〜１重量％の群から選択された１種又は２種以上の成分を0.005〜
1.5重量％含有し、残部Cu又は不可避的不純物からなる
銅合金。