(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性フィルムの一方の面に導体からなるリードパターンを有し、そのリードパターンの少なくともインナーリードの表面にＡｕめっき膜を有する半導体装置用テープキャリアにおいて、
熱処理前のビッカース硬さが１３０よりも大きく、熱処理によりそのビッカース硬さを１３０以下に軟化形成させた軟質銅で構成された上記リードパターンを作製した後、そのリードパターンの少なくともインナーリードの表面に、直接、上記Ａｕめっき膜を設けたことを特徴とする半導体装置用テープキャリア。
【請求項２】
上記リードパターンを、軟化温度が２００℃以下（２００℃は除く）の圧延銅箔を用いて構成した請求項１記載の半導体装置用テープキャリア。
【請求項３】
絶縁性フィルムの一方の面に導体からなるリードパターンを有し、そのリードパターンの少なくともインナーリードの表面にＡｕめっき膜を有する半導体装置用テープキャリアの製造方法において、
熱処理前のビッカース硬さが１３０よりも大きく、熱処理によりそのビッカース硬さを１３０以下に軟化形成させた軟質銅で構成された上記リードパターンを作製した後、そのリードパターンの少なくともインナーリードの表面に、直接、上記Ａｕめっき膜をめっき形成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４】
請求項１又は２記載の半導体装置用テープキャリアのインナーリードと、半導体素子表面のボンディング用電極パッドとを超音波併用熱圧着により接続したことを特徴とするテープキャリア型半導体装置。
【請求項５】
上記半導体素子のボンディング用電極パッドは、ＡｕバンプレスのＡｌ膜電極パッドである請求項４記載のテープキャリア型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置用テープキャリア及びその製造方法並びにそのテープキャリアを用いたテープキャリア型半導体装置に関する。
【従来の技術】
【０００２】
ＩＣ化実装技術の一種にＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方式がある。これは、例えば３５ｍｍ幅のフィルムテープ上に貼り付けた銅箔をホトエッチングにより形成したリードパターンと、半導体素子表面のボンディング用電極パッドとを熱圧着する方式である。
【０００３】
このようなテープキャリアのインナーリードと半導体素子とを直接接続するＴＡＢ方式は、ワイヤボンディング方式に比べて、狭ピッチ接続やパッケージの薄型化、小型化が可能である等の特徴があり、多ピンＬＳＩを中心としてＴＣＰ（Tape Carrier Package）に広く用いられている。また最近では外部端子をはんだボールで形成したＢＧＡ(Ball Grid Array) 型パッケージにも応用されている。
【０００４】
図３は従来のテープキャリア型半導体装置としてのＴＣＰ型パッケージの断面模式図である。
【０００５】
半導体装置用テープキャリア（以下「テープキャリア」という）１はベースフィルム２と、その表面に形成されたリードパターン３とからなり、リードパターン３のインナーリード３ａがベースフィルム２に開口されたデバイスホール４の内側に向かって突出するように形成されている。インナーリード３ａは、その表面にめっきが施されており、半導体素子５のボンディング用電極パッド６上に設けられた突起状のＡｕバンプ７にギャングボンディング（一括ボンディング）法又はシングルポイントボンディング法により熱圧着接続されている。熱圧着接続後、半導体素子５をインナーリード３ａの接続部ごとデバイスホール４内に樹脂８で封止することによりＴＣＰ型パッケージが形成される。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで図３に示した従来例によれば、加圧ボンディングの際にボンディング用ツールからインナーリード３ａを介して半導体素子５に加わる応力を軟質のＡｕバンプ７が緩和して半導体素子５の損傷（チップダメージ）を抑制する効果が得られるが、Ａｕバンプ７付きの半導体素子５は通常の半導体素子よりも製造工程が多く、かつ高価であり、また入手自体が困難な場合がある。
【０００７】
このため、最近では半導体素子にＡｕバンプを設けることなく、Ａｌからなるボンディング用電極パッドに、直接Ａｕめっきインナーリードをボンディングするバンプレスボンディング方式も提案されているが、ボンディング時の応力によるチップダメージを防止するには、テープキャリアのインナーリードにおけるＡｕめっき膜の厚さをバンプ付きチップへのボンディングに比較してかなり厚くする必要があり、必ずしもコスト的に有利とは限らない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、インナーリードのＡｕめっき膜の厚さを厚くすることなく、チップダメージを防止することができる半導体装置用テープキャリア及びその製造方法並びにそのテープキャリアを用いたテープキャリア型半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の半導体装置用テープキャリアは、絶縁性フィルムの一方の面に導体からなるリードパターンを有し、そのリードパターンの少なくともインナーリードの表面にＡｕめっき膜を有する半導体装置用テープキャリアにおいて、
熱処理前のビッカース硬さが１３０よりも大きく、熱処理によりそのビッカース硬さを１３０以下に軟化形成させた軟質銅で構成された上記リードパターンを作製した後、そのリードパターンの少なくともインナーリードの表面に、直接、上記Ａｕめっき膜を設けたものである。
【００１０】
上記構成に加え本発明の半導体装置用テープキャリアは、リードパターンを、軟化温度が２００℃以下（２００℃は除く）の圧延銅箔を用いて構成したものが好ましい。
【００１１】
また、本発明の半導体装置用テープキャリアの製造方法は、絶縁性フィルムの一方の面に導体からなるリードパターンを有し、そのリードパターンの少なくともインナーリードの表面にＡｕめっき膜を有する半導体装置用テープキャリアの製造方法において、
熱処理前のビッカース硬さが１３０よりも大きく、熱処理によりそのビッカース硬さを１３０以下に軟化形成させた軟質銅で構成された上記リードパターンを作製した後、そのリードパターンの少なくともインナーリードの表面に、直接、上記Ａｕめっき膜をめっき形成するものである。
【００１２】
さらに、本発明のテープキャリア型半導体装置は、上述した半導体装置用テープキャリアのインナーリードと、半導体素子表面のボンディング用電極パッドとを超音波併用熱圧着により接続したものである。
【００１３】
上記構成に加え本発明のテープキャリア型半導体装置は、半導体素子のボンディング用電極パッドが、ＡｕバンプレスのＡｌ膜電極パッドであることが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、テープキャリアのインナーリードと、半導体素子表面のボンディング用電極パッドとを超音波併用熱圧着により接続（ボンディング）する際、ボンディング時の応力をインナーリード自体で緩和することができ、チップダメージが防止される。また、インナーリードのＡｕめっき膜の厚さを必要以上に厚くすることはないので、低コスト化が図れる。
【発明の実施の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１６】
図１は本発明の半導体装置用テープキャリアの一部断面図であり、図２は図１に示した半導体装置用テープキャリアを用いたテープキャリア型半導体装置の断面図である。
【００１７】
図１に示す半導体装置用テープキャリア１０は、中央にデバイスホール１１が形成された絶縁性フィルムとしてのポリイミドフィルム１２の一方の面（図では上面）に軟質銅からなるリードパターン１３がエポキシ系接着剤１４で接着されている。リードパターン１３の表面には、直接、Ａｕめっき膜１５が施されている。尚、一点鎖線Ｌ１６は半導体素子１６が配置される位置を示し、一点鎖線Ｌ１７は半導体素子１６のボンディング用電極パッド１７の位置を示す。
【００１８】
図２において、半導体装置用テープキャリア１０のデバイスホール１１内に配置された半導体素子１６のボンディング用電極パッド１７とインナーリード１３ａとが超音波併用熱圧着方式のシングルポイントボンダーにより接続（ボンディング）されている。半導体素子１６のボンディング用電極パッド１７は、その表面にＡｕバンプを有さない電極パッド（Ａｕバンプレスの電極パッド）である。よって、ボンディング用電極パッド１７上には図３に示したようなＡｕバンプ７がないので、その厚さ分だけボンディングの際にインナーリード１３ａの接続部が略クランク状に曲がっている。これはボンディングの際の応力によりインナーリード１３ａが曲がるためであり、このことにより半導体素子１６への衝撃が緩和されるのである。半導体素子１６がインナーリード１３ａの接続部ごと樹脂１８で封止されることによりテープキャリア型半導体装置１９が形成される。
【００１９】
ここで、銅箔からなるリードパターン１３の硬さは、ボンディング時にビッカース硬さで１３０以下とされる。ＴＡＢテープキャリア用として通常使用される電解銅箔は硬さが大きく、かつ熱処理によっても軟化しにくい性質を有しているため、不適当である。そのため、熱処理前のビッカース硬さが１３０よりも大きい軟質銅で構成され、２００℃以下（２００℃は除く）の低温で軟化可能な圧延銅箔を用い、銅箔製造段階、又はテープキャリア製造段階におけるＡｕめっき膜１５の形成前に熱処理することにより、１３０以下のビッカース硬さに調質される。また、半導体素子１６には、Ａｕバンプを有しない通常の半導体素子を用いて半導体装置を構成するのが望ましい。さらにＡｕめっき膜１５の厚さは必要最低限の厚さがあればよい。
【００２０】
次に図１に示した半導体装置用テープキャリアの製造方法について実施例を比較例と比較して説明する。
【００２１】
一方の面にエポキシ系接着剤１４を有する厚さ約７５μｍのポリイミドフィルム１２をプレス加工してデバイスホール１１やスプロケットホール（図示せず）等の開口を形成した。その後、そのポリイミドフィルム１２に、厚さ約３５μｍ、初期ビッカース硬さが１５０であるＯＦＣ（無酸素銅）圧延箔を熱ロールを用いてラミネートする。その後、エポキシ系接着剤１４を硬化させるために約１５０℃及び１７０℃の２条件でそれぞれ４時間加熱して２種類の積層テープを作製した。次にフォトエッチング法により、幅４０μｍのインナーリード１３ａを含むリードパターン１３を形成した後、このリードパターン１３の表面に、直接、厚さ約１μｍのＡｕめっき膜１５を形成することにより、図１に示すような半導体装置用テープキャリア１０が得られる（実施例）。
【００２２】
比較例として、導体に初期ビッカース硬さが１７０である電解銅箔（電解ＶＬＰ箔）を用い、上述した方法で半導体装置用テープキャリアを作製した。接着剤硬化の熱処理条件は１７０℃×４時間とし、Ａｕめっき膜の厚さについて約１μｍ、３μｍの２条件を比較した。
【００２３】
比較した結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
0003634508.tif 000002
【００２５】
次に最適条件についてリードパターンの硬さとボンディング性とを評価した。ボンディング性の評価には、Ａｌからなるボンディング用電極パッドのみ形成したワイヤボンディング用の半導体素子を使用し、超音波併用熱圧着方式のシングルポイントボンダーにより、２３０℃、ツール荷重２０〜５０ｇの条件でボンディングを行った。評価はリード引張試験による接合部剥がれ率及びリードを除去した後のボンディング用電極パッドの観察によるクラック発生率で比較した。
【００２６】
表１から明らかなように、硬質の電解銅箔を用いた比較例では、熱処理後においてもビッカース硬さが１６０までしか軟化していないことから、Ａｕめっき膜の厚さが１μｍと薄い場合、接合強度とチップダメージの抑制とを両立させることが困難であった。よって、接合強度とチップダメージの抑制とを両立させるには、Ａｕめっき膜の厚さを３μｍと厚くする必要があった。これに対して、ＯＦＣ（無酸素銅）圧延箔を用いた実施例では、熱処理後、ビッカース硬さがそれぞれ１３０，１１０まで軟化していることから、Ａｕめっき膜の厚さが１μｍと薄い場合においても、良好なボンディング性が得られることが分かる。
【００２７】
以上において、本実施の形態によればリードパターン１３が軟質の銅箔からなるので、ボンディング時の応力がインナーリード１３ａ自体で緩和されるため、チップダメージが効果的に防止される。また、バンプレスボンディングにおいても、テープキャリア１０のＡｕめっき膜１５の厚さを厚くする必要がないので、チップ（半導体素子）コスト、テープキャリアコストを大幅に削減できる。さらに、バンプ付チップ、バンプレスチップのいずれを用いる場合においても、ボンディングの適性条件の範囲が拡がるので接続信頼性や歩留まりが向上する。
【００２８】
尚、本実施の形態ではＡｕバンプを用いない通常の半導体素子の場合で説明したが、これに限定されるものではなく、半導体素子としてＴＡＢ用のバンプ付き半導体素子を用いてもよく、例えばギャングボンディングにおけるバンプ高さのばらつきや、ツールボンディング面の平衡度不良に起因するチップダメージの抑制に効果がある。また、ＴＡＢテープキャリアを用いて半導体素子を搭載するＴＣＰ、テープＢＧＡ等の半導体パッケージに応用してもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００３０】
半導体装置用テープキャリアにおいて、熱処理前のビッカース硬さが１３０よりも大きく、熱処理によりそのビッカース硬さを１３０以下に軟化形成させた軟質銅で構成された上記リードパターンを作製した後、そのリードパターンの少なくともインナーリードの表面に、直接、上記Ａｕめっき膜をめっき形成することにより、テープキャリアを半導体素子表面のボンディング用電極パッドにボンディングする際の応力をリードパターンのインナーリード自体で緩和することができ、インナーリードのＡｕめっき膜の厚さを厚くすることなくチップダメージを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の半導体装置用テープキャリアの一部断面図である。
【図２】図１に示した半導体装置用テープキャリアを用いたテープキャリア型半導体装置の断面図である。
【図３】従来のテープキャリア型半導体装置の断面模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  半導体装置用テープキャリア（テープキャリア）
１２  絶縁性フィルム（ポリイミドフィルム）
１３  リードパターン
１３ａ  インナーリード
１５  Ａｕめっき膜
【図１】
0003634508.tif 000003
【図２】
0003634508.tif 000004
【図３】
0003634508.tif 000005