(57)【要約】【課題】表面実装パッケージを小型化しても、その実装信頼性を十分に確保することが出来る手段を提供すること。【解決手段】フレキシブルプリント基板２０にデバイスチップ３が載置され、絶縁被覆されている表面実装パッケージ１０である。フレキシブルプリント基板２０は、貫通孔５が開けられた絶縁性フィルム１と、その絶縁性フィルム１の一の面において貫通孔５を塞ぐように形成された平坦な外部接続用電極６と、を有する。貫通孔５は、絶縁性フィルム１の一の面８側から他の面９側に向けて徐々に広がるテーパー形状を呈するとともに、その貫通孔５に、外部接続用電極６と電気的に接続される内部接続用バンプ４が形成されている。更に、デバイスチップ３は、絶縁性フィルム１の他の面９に載置され、外部接続用電極６と電気的に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルプリント基板にデバイスチップが載置され、絶縁被覆されている表面実装パッケージであって、
前記フレキシブルプリント基板は、貫通孔が開けられた絶縁性フィルムと、その絶縁性フィルムの一の面において前記貫通孔を塞ぐように形成された平坦な外部接続用電極と、を有し、
前記貫通孔は、前記絶縁性フィルムの一の面側から他の面側に向けて徐々に広がるテーパー形状を呈するとともに、その貫通孔に、前記外部接続用電極と電気的に接続される内部接続用バンプが形成され、
更に、前記デバイスチップは、前記絶縁性フィルムの他の面に載置され、前記外部接続用電極と電気的に接続されている表面実装パッケージ。
【請求項２】
デバイスチップが載置された前記絶縁性フィルムの他の面が、圧力成形法によって絶縁被覆をされている請求項１に記載の表面実装パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装信頼性に優れるチップレベルの表面実装パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、チップレベルの表面実装パッケージにおける実装用基板として、薄く、柔軟性に富むフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ、Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）が多用されている。一般に、ＦＰＣは、フィルム状の基材の一の面に回路パターンが形成されたものであって、フィルム状の基材が柔軟性を有する高分子樹脂等でなることにより、屈曲特性を発現するものである。例えば、シリコンウエハに、酸化膜形成、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、ドーピング、配線等の手順で回路形成し、ダイシングによりチップ単位に切り分けた後に、ＦＰＣに得られたチップ（デバイスチップ）を載置し、ボンディング、モールディング等を経て、集積回路（ＩＣ）の表面実装パッケージを作製することが出来る。
【０００３】
図６及び図７は、従来の表面実装パッケージを示す図であり、図７は斜視図であり、図６は図７におけるＡＡ断面を表す図である。図示される表面実装パッケージ６０では、フレキシブルプリント基板６１（ＦＰＣ６１）の一の面（図中において上面）側にデバイスチップ６３が配置され、同じ面側に内部電極６６が設けられている。デバイスチップ６３は、配線６７で内部電極６６と電気的に接続され、ＦＰＣ６１の貫通孔６５に形成された外部接続用バンプ６４と導通している（即ち、貫通孔６５はビアホールになっている）。外部接続用バンプ６４は、その外部接続に関わる部分がＦＰＣ６１から露出している。そして、外部接続用バンプ６４を除く全体が、絶縁材６２によって被覆され、保護・絶縁が図られている。尚、表面実装パッケージにかかる先行文献として、例えば特許文献１が挙げられる。
【特許文献１】特開平９−７４１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
表面実装パッケージでは、従来より、常に小型化の要請があるが、それと同時に実装信頼性を確保することも重要である。例えば、図６に示される従来の表面実装パッケージ６０では、外部接続用バンプ６４を大きくすればするほど実装信頼性は向上する。しかし、ＦＰＣ６１を絶縁材６２によって被覆する際に、貫通孔６５からの絶縁材の漏れを防止するため、外部接続用バンプ６４の内部電極６６に接触する面積は、ＦＰＣ６１に面した内部電極６６の大きさより常に小さくしなければならない。従って、外部接続用バンプ６４を、より大きくして、実装信頼性を更に向上させようとしても、ＦＰＣ６１に面した内部電極６６の大きさによって、常に制限されてしまう。一方、表面実装パッケージ６０を小型化するために内部電極６６のＦＰＣ６１に面した大きさを小さくしようとすれば、上記外部接続用バンプ６４を小さくしなければならない。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表面実装パッケージを小型化しても、その実装信頼性を十分に確保することが出来る手段を提供することにある。研究が重ねられた結果、以下に示す手段により、この目的を達成出来ることが見出された。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
即ち、先ず、本発明によれば、フレキシブルプリント基板にデバイスチップが載置され、絶縁被覆されている表面実装パッケージであって、フレキシブルプリント基板は、貫通孔が開けられた絶縁性フィルムと、その絶縁性フィルムの一の面において貫通孔を塞ぐように形成された平坦な外部接続用電極と、を有し、貫通孔は、絶縁性フィルムの一の面側から他の面側に向けて徐々に広がるテーパー形状を呈するとともに、その貫通孔に、外部接続用電極と電気的に接続される内部接続用バンプが形成され、更に、デバイスチップは、絶縁性フィルムの他の面に載置され、外部接続用電極と電気的に接続されている表面実装パッケージが提供される。
【０００７】
本発明の表面実装パッケージにおいて、貫通孔がテーパー形状を呈する、とは、絶縁性フィルムに、意図して、テーパー形状を呈する貫通孔が設けられていることを意味し、直胴状の貫通孔を得ようとしたが打抜加工（機械加工）やレーザ加工における加工精度の限界によって、結果として貫通孔がテーパー形状になったものではない。テーパー形状に加工する手段としては、エッチング、レーザ加工、ドリルによるザグリ加工、プラズマ加工等が採用出来、光学顕微鏡で確認することが出来る。
【０００８】
本発明の表面実装パッケージにおいて、上記テーパー形状を呈する貫通孔にかかるテーパー角度は、通常２０〜４５°である。このテーパー角度は、絶縁性フィルムの一の面と、絶縁性フィルムに形成された貫通孔の壁面と、が形成する角度に相当する。
【０００９】
本発明の表面実装パッケージにおいて、絶縁性フィルムとは、主として絶縁材料からなり可撓性、柔軟性を備えた薄膜状体である。絶縁性フィルムは、可撓性、柔軟性を発現し得る限り、その厚さは限定されないが、通常１２５μｍ以下であり、好ましくは、２５〜７５μｍである。絶縁性フィルムを構成する絶縁材料は、特に限定されるものではないが、通常ポリイミドが採用される。
【００１０】
本発明の表面実装パッケージにおいて、外部接続用電極と電気的に接続される内部接続用バンプは、通常、電解ニッケルメッキ又は電解銅メッキで形成され、フレキシブルプリント基板に載置されるデバイスチップと電気的に接続される。電気的な接続にかかる手段として、例えば、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだ付け、等の手段が挙げられる。
【００１１】
本発明の表面実装パッケージにおいて、平坦な外部接続用電極とは、主として導電性材料からなる薄膜状体であり、外表面が平坦な電極である。限定されるものではないが、平坦な外部接続用電極は、良好な導電性を有する金属層あるいはメッキを施した金属層であり、通常の材料は銅である。
【００１２】
本発明の表面実装パッケージにおいては、デバイスチップが載置された絶縁性フィルムの他の面が絶縁被覆されているが、その絶縁被覆は、圧力成形法によってされていてもよい。
【００１３】
圧力成形法とは、圧力にて成形材料を充填する成形方法を指し、具体的手段を限定するものではない。例えば、トランスファー成形法、射出成形法を採用することが出来る。又、絶縁被覆にかかる絶縁材料（絶縁材）は、限定されるものではないが、エポキシ系に代表される熱硬化性の高分子樹脂材料を採用することが出来る。
【００１４】
本発明の表面実装パッケージにおいて、内部接続用バンプの高さは、ワイヤボンディング加工のし易さを考慮すると、通常、絶縁性フィルムの厚さの±１／３の値で形成され、好ましくは、絶縁性フィルムの厚さと同等の値で形成される。
【００１５】
本発明の表面実装パッケージにおいては、上記平坦な外部接続用電極は、複数個が適宜備えられていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の表面実装パッケージは、外部接続用バンプの大きさが、ＦＰＣに面した内部電極の大きさによって常に制限されてしまうという従来の表面実装パッケージとは異なり、外部接続用電極の大きさは、ＦＰＣに面した内部接続用バンプの大きさによって制限されずに、大きくすることが出来、そのことによって実装信頼性を更に向上させることが可能である。
【００１７】
又、表面実装パッケージがより小型化しても、ＦＰＣに面した外部接続用電極の大きさは内部接続用バンプの大きさに制限されないので、実装信頼性を十分に確保したまま、小型化することが可能である。
【００１８】
更に、本発明の表面実装パッケージは、フレキシブルプリント基板にデバイスチップを載置して絶縁する際に、絶縁性フィルムの他の面側から一の面側へ、絶縁材が貫通孔から外部へ漏れるような圧力が働いても、内部接続用バンプが栓となって絶縁材の漏れを防止することが出来る。そして、内部接続用バンプが栓となって、一の面側に存在する平坦な外部接続用電極へ大きな圧力が伝達されない。即ち、圧力がかかっても、外部接続用電極の剥がれや変形を防止することが可能である。この効果は、デバイスチップが載置された絶縁性フィルムの他の面を、圧力成形法によって絶縁被覆する場合に、特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施にかかる最良の形態について、図面を参酌しながら説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は以下に記述される手段である。
【００２０】
図３及び図４はフレキシブルプリント基板を示す斜視図であり、図３は外部接続用電極が形成された（絶縁性フィルムの）一の面側を表しており、図４は（絶縁性フィルムの）他の面側を表している。又、図１、図２、及び図５は、本発明の表面実装パッケージを示す図であり、図５は斜視図であり、図１は図５におけるＢＢ断面を表した図であり、図２は図５におけるＢＢ断面のうち、貫通孔近傍を拡大して表した図である。図３及び図４に示されるフレキシブルプリント基板は、図１、図２、及び図５に示される本発明の表面実装パッケージを構成するものである。
【００２１】
図３及び図４にそれのみが示され、図１、図２、及び図５においても構成要素として示されるフレキシブルプリント基板２０は、８つの貫通孔５が開けられた絶縁性フィルム１と、その絶縁性フィルム１の一の面８において貫通孔５を塞ぐように形成された、８つの外部接続用電極６を有している。
【００２２】
フレキシブルプリント基板２０において、絶縁性フィルム１に開いた貫通孔５は、絶縁性フィルム１の一の面８側から他の面９側に向けて徐々に広がるテーパー形状を呈している。そして、その貫通孔５には、電解ニッケルメッキによって内部接続用バンプ４が形成されている。貫通孔５にかかるテーパー角度は、絶縁性フィルム１の一の面８と、絶縁性フィルム１に形成された貫通孔５の壁面１１と、が形成する角度に相当する（図２及び図１参照）。フレキシブルプリント基板２０では、そのテーパー角度は３５°になっている。
【００２３】
フレキシブルプリント基板２０において、貫通孔５に形成された内部接続用バンプ４は、その頂部４ａが、絶縁性フィルム１の他の面９と概ね同等の位置に形成されている（図２の破線はそれらが同等の位置に形成されていることを示す）。換言すれば、内部接続用バンプ４の高さは、フレキシブルプリント基板２０の厚さと、概ね同等の値に形成される。
【００２４】
図１、図２、及び図５に示される表面実装パッケージ１０は、フレキシブルプリント基板２０にデバイスチップ３が載置され、フレキシブルプリント基板２０のデバイスチップ３を含む面側に、トランスファー成形法によって、絶縁材２で構成された絶縁被覆が施されたパッケージである。デバイスチップ３が載置されている面は、フレキシブルプリント基板２０の絶縁性フィルム１における他の面９側であり、デバイスチップ３は、ワイヤボンディングとして示される導通手段７によって内部接続用バンプ４と導通し、更に、外部接続に利用される外部接続用電極６と導通している。即ち、デバイスチップ３内の回路は、導通手段７、内部接続用バンプ４、外部接続用電極６を経て、外部の回路と電気的に接続される。
【００２５】
次に、本発明の表面実装パッケージの製造方法について、その一例を掲げて説明する。作製対象は、図１、図２、及び図５に示される表面実装パッケージ１０である。
【００２６】
先ず、絶縁性フィルム１である厚さ５０μｍのポリイミドフィルムに、外部接続用電極６のパターンになっている片面銅配線層（厚さ２５μｍ）が施されたものを準備する。そして、ケミカルエッチングによってポリイミドフィルム部分に約３５°のテーパー角度の貫通孔５を設け、電解銅メッキによってポリイミドフィルムの厚さと概ね同等の高さの内部接続用バンプ４を形成し、フレキシブルプリント基板２０を得る。
【００２７】
そして、得られたフレキシブルプリント基板２０における（絶縁性フィルム１の）他の面９側に、別途用意したデバイスチップ３を載置し、デバイスチップ３と内部接続用バンプ４とを、金線によって電気的に接続（ワイヤボンディング）する。その後、トランスファー成形機を使用して、フレキシブルプリント基板２０における（絶縁性フィルム１の）他の面９側に、エポキシ樹脂（絶縁材２）の絶縁被覆（モールディング）を施せば、表面実装パッケージ１０が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の表面実装パッケージは、集積回路素子や、抵抗、コンデンサ等の単体素子を含む、あらゆるデバイスチップを実装するためのパッケージとして、利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の表面実装パッケージの一の実施形態を示す図であり、図５におけるＢＢ断面を表した図である。
【図２】本発明の表面実装パッケージの一の実施形態を示す図であり、図５におけるＢＢ断面のうち、貫通孔近傍を拡大して表した図である。
【図３】本発明に用いられるフレキシブルプリント基板の一の実施形態を示す図であり、絶縁性フィルムの一の面側を表した斜視図である。
【図４】本発明に用いられるフレキシブルプリント基板の一の実施形態を示す図であり、絶縁性フィルムの他の面側を表した斜視図である。
【図５】本発明の表面実装パッケージを示す斜視図である。
【図６】従来の表面実装パッケージを示す図であり、図７におけるＡＡ断面を表す図である。
【図７】従来の表面実装パッケージを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…絶縁性フィルム、２…絶縁材、３…デバイスチップ、４…内部接続用バンプ、４ａ…（内部接続用バンプの）頂部、５…貫通孔、６…外部接続用電極、７…導通手段、８…一の面、９…他の面、１０…表面実装パッケージ、１１…（貫通孔の）壁面、２０…フレキシブルプリント基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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