JPH088281B2 - フィルムキャリア製造用のフィルム材 - Google Patents

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ッケージ構造として、
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ャリアチ
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う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10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30の周
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の嵩寸法が大きくなるとい
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70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、小型パッケージ用に
利用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、バンプ式のフィルムキャリアチップは、半
導体チップ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
20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20のインナーリード部22については、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10、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プ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の長時間の
リードタイムを設定したり、イニ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提供すること
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。

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、Al、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
ておく。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合
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。レーザー加工の加工パターンは、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、レーザー加工の加工パターンの基
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置位
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
電極間毎のバンプ形成工程や、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
ド部と電極の接合ボ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
造用のフィルム材には、アウターリード部のパターン形
成のみを行っておくので、フィルム材としては、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
工パ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、加工パターンを
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
ップので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同じエッチング
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±２μｍ程度であるとすれば、位
置決めマーク部の位置精度も±２μｍ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10aには、幅方向の両端に一定間隔でスプロケット
孔11、11が貫通形成されている。

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、小さな正四角形状の空間部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
間を減らすこ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ム材の製造が完了し、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10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（ｂ）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
ンサで検知し、その検出情報を元にして、レーザー光線
Ｒの制御機構もしくはフィルム10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
ンプ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10
a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
材を適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、NC制御プログラム等で自由な加工パターンが
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工プログラム
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う心配はない。

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ャリアチップの外形が大きくなる
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プ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
ボ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
（ｂ）は封止樹脂を除いた状態の底面図、第５図
（ａ），（ｂ）は従来のバンプ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（ｂ）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……バンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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。