JP5013183B2 - 半導体装置用テープキャリアの製造方法 - Google Patents
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Description
このような半導体装置用テープキャリアにおける、ICチップなどの半導体装置の実装は、例えば、半導体装置をデバイスホールに配置し、そのデバイスホールに突出するように設けられたインナーリードと半導体装置の接続用電極(接続用パッド等とも言う)とを位置合わせして、両者をボンディングツールにより圧着する。半導体装置の接続用電極には一般に金バンプが設けられている場合が多く、圧着時に加熱された状態になると、錫めっきが溶融して金−錫合金が形成されることで、インナーリードと接続用電極とが確実に接続されるように設定されている。
特許文献3には、錫めっきを行った後に、濃度1.5〜3W/V(W=重量(g)/V=容積(L;リットル)、以下同様)%のリン酸三ナトリウム溶液を用いて、溶液温度50〜60℃、処理時間30〜60秒の条件設定で、錫析出結晶等の除去処理を行う、という技術が提案されている。
特許文献4では、錫めっきを行った後、濃度5〜10W/V%のリン酸三ナトリウム溶液を用いて、溶液温度40〜60℃、処理時間60〜120秒の処理を施す、という発明が提案されている。
従来の技術では、過マンガン酸ナトリウムまたはカリウムを含有する処理液を用いて残渣除去を行うようにしていた。しかし、特に上記のようなニッケルまたはニッケルクロムのスパッタ膜からなるシード層上に形成された15μm以下のような微細な配線間スペースの配線パターンを有する半導体装置用テープキャリアにおいては、従来の技術では十分な残渣除去を実現することが困難になってきている。
図1は、本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の構成を示す図、図2は、その主要な製造工程の流れを示す図である。
そして、絶縁性基板1における、配線パターン3(およびその上の錫めっき層4)が形成されておらずに露出している部分6(以下、露出部分6とも呼ぶ)のポリイミド樹脂の表面、換言すれば、主に隣り合う配線パターン3同士の間の配線間スペースの部分であるポリイミド樹脂の表面の露出部分6が、粗面化処理されており、この露出部分6の絶縁性基板1のポリイミド樹脂表面に対するソルダーレジスト層5の密着性(いわゆる食い付き性)が極めて良好なものとなっていると共に、この露出部分6における耐マイグレーション性が極めて良好なものとなっている。他方、錫めっき層4や配線パターン3のリードの表面は、錫の結晶変質や荒れた状態の発生などが回避されている。
配線パターン3は、いわゆるファインパターン対応として、最小の配線間スペースを15μm以下に設定されている。
まず、図2(a)に示したような、ポリイミド樹脂からなる絶縁性基板1上に、ニッケルまたはニッケル−クロムスパッタ膜からなるシード層2を介して金属材料層である銅めっき層7が、例えば無電解銅めっきにより設けられた、キャリアテープ素材8を用意する。
そして、図2(b)に示したように、このキャリアテープ素材8の銅めっき層7上にフォトレジスト9を塗付した後、乾燥させる。引き続いて、図2(c)に示したように、フォトマスクおよび露光装置(いずれも図示省略)を用いて所定のパターンの露光・現像を行って、レジストパターン10を得る。
続いて、図2(d)に示したように、レジストパターン10をエッチングマスクとして用いて、エッチング法により銅めっき層7をパターニングし、最小の配線間スペースが15μm以下に設定された所定の配線パターン3を形成する。配線パターン3を形成した後、その配線パターン3で覆われておらずに露出している部分のシード層2を除去する。その後、図2(e)に示したように、レジストパターン10を剥離する。
このようにして、図1に示したような本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完成する。
また、それと共に、粗面化された絶縁性基板1の露出部分6の表面は、ソルダーレジスト層5に対する密着性が良好なものとなるため、それら両者の間に隙間が生じることを防ぐことができる。これにより、絶縁性基板1とソルダーレジスト層5との間に水分等が浸透することを防ぐことが可能となり、延いては配線パターン3からの銅イオン溶出や析出が抑制ないしは解消されて、配線パターン3同士の間での絶縁性を長期間に亘って保つことができる。その結果、耐マイグレーション性の低下の問題を解消して、長期信頼性に優れた半導体装置用テープキャリアを実現することが可能となる。
また、粗面化処理工程の処理時間が5〜30秒と短時間で済むので、その粗面化処理工程を付加することに起因したスループットの低下の虞が極めて小さいという利点もある。
図3は、本実施例に係る半導体装置用テープキャリアと比較例に係る半導体装置用テープキャリアとの、信頼性試験の結果を纏めて示す図、図4は、比較例に係る半導体装置用テープキャリアの主要部の構成を示す図、図5は、比較例に係る半導体装置用テープキャリアの主要な製造工程を示す図である。
続いて、めっき前処理として脱脂・酸洗を施した後、配線パターン3の表面に、無電解めっき法により、0.5〜0.6μmの厚さの錫めっき層4を形成した。このときの無電解錫めっきプロセスは、石原薬品(社名)製の580M(製品名)を用いて、液温65℃、処理時間3分40秒の設定で行った。
その後、ソルダーレジスト層5を、配線パターン3における外部接続用のリードの部分等を除く配線パターン3の表面の錫めっき層4上を含む絶縁性基板1のほぼ全面に亘って、ソルダーレジスト層5を一般的な印刷法により設けた。
その結果、図4に纏めて示したように、リン酸三ナトリウム溶液の濃度を0.1W/V%〜3W/V%(No.2、No.3、No.4)としたものについては、いずれも、絶縁抵抗1MΩ以上となり、良好な耐マイグレーション性が確保されていることが確認された。また、錫めっき層4の表面に荒れや結晶変質等の発生は全く見受けられなかった。但し、リン酸三ナトリウム溶液の濃度を0.05W/V%としたNo.1の半導体装置用テープキャリアについては、一部に若干の絶縁性劣化が発生することが確認された。
また、具体的な実験結果の説明および図示は省略するが、粗面化処理に3W/V%以上の濃度のリン酸三ナトリウム溶液を用いた場合には、錫めっき層4の表面に荒れや結晶変質等が発生する虞が高くなることが確認されている。
また、リン酸三ナトリウム溶液の濃度を0.1〜3W/V%とすることが望ましいことが確認された。
また、上記ではソルダーレジスト層5を絶縁性保護層として用いる場合について説明したが、絶縁性保護層としては、これ以外にも、例えばエポキシ樹脂からなるパッシベーション層を用いることなども可能であることは勿論である。
また、粗面化処理で用いる溶液(薬液)としては、上記のリン酸三ナトリウム溶液のみには限定されないことは言うまでもない。その他にも、例えばKOH(水酸化カリウム)溶液やNaOH(水酸化ナトリウム)溶液などのようにPHが9〜11程度の弱アルカリ系の薬液で、上記のリン酸三ナトリウム溶液と同様に錫めっき層4の耐久性や信頼性の低下を引き起こすことなく絶縁性基板1のポリイミド樹脂表面における金属イオンや薬液等の残渣を確実に除去すると共にソルダーレジスト層5との密着性をさらに確実なものとすることができるような化学的粗面化処理性能を有するものを、好適に用いることが可能である。
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の技術を併せ用いるなどして、製品としての半導体装置用テープキャリアの信頼性や耐久性のさらなる向上を達成することも可能であることは言うまでもない。
2 シード層
3 配線パターン
4 錫めっき層
5 ソルダーレジスト層
6 露出部分(粗面化処理が施される部分)
7 銅めっき層
8 キャリアテープ素材
9 フォトレジスト
10 レジストパターン
Claims (2)
- ポリイミド樹脂からなる絶縁性基板上に、前記絶縁性基板上にニッケルまたはニッケル−クロムスパッタ膜からなるシード層を介して設けられた配線パターンを形成する工程と、前記配線パターン上に錫めっき層を形成する工程と、前記配線パターンおよび前記錫めっき層が形成された前記絶縁性基板上に絶縁性保護層を形成する工程と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、
前記配線パターンおよび前記錫めっき層を形成した後、前記絶縁性基板における前記配線パターンおよび前記錫めっき層が形成されておらずに露出している部分のポリイミド樹脂表面に、リン酸三ナトリウム溶液を用いて粗面化処理を施す工程を含み、
前記粗面化処理における、前記リン酸三ナトリウム溶液の濃度を0.1〜3W/V%、処理溶液の温度を20〜50℃、処理時間を5〜30秒とする
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。 - 請求項1に記載の半導体装置用テープキャリアの製造方法において、
前記配線パターン同士の隣り合う配線間スペースの最小値を15μm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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