(57)【要約】【課題】  半導体装置の薄膜化が可能であり、かつ優れた良品率を確保できる半導体装置用テープキャリア及びその製造方法、並びに半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】  半導体装置の製造に用いられるテープキャリアの製造方法であって、絶縁フィルム２に、加熱すると接着力が低下する接着剤からなる接着剤層３が貼り合わされたベース材を用意するステップと、上記ベース材の上記接着剤層３に銅箔６を貼り合わせるステップと、上記銅箔６を所定の銅箔回路６’に加工するステップと、上記銅箔回路６’に表面処理を施すステップと、を備えたものである。【選択図】  図１
2006120700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造に用いられるテープキャリアの製造方法であって、
絶縁フィルムに、加熱すると接着力が低下する接着剤からなる接着剤層が貼り合わされたベース材を用意するステップと、
上記ベース材の上記接着剤層に銅箔を貼り合わせるステップと、
上記銅箔を所定の銅箔回路に加工するステップと、
上記銅箔回路に表面処理を施すステップと、を備えたことを特徴とするテープキャリアの製造方法。
【請求項２】
上記接着剤層として、所定温度以上になると発泡する熱発泡性成分を混合した接着剤を使用する請求項１記載のテープキャリアの製造方法。
【請求項３】
上記絶縁フィルムとしてポリイミド樹脂製のフィルムを使用する請求項１又は２記載のテープキャリアの製造方法。
【請求項４】
上記請求項１〜３いずれかに記載の製造方法により製造されたテープキャリアを用いた半導体装置の製造方法であって、
上記テープキャリアの上記銅箔回路のダイパッド上にＩＣチップを接合するステップと、
上記ＩＣチップと上記銅箔回路の端子部とをボンディングワイヤを介して接合するステップと、
上記銅箔回路、ＩＣチップ及びボンディングワイヤを樹脂により封止するステップと、  上記接着剤層を加熱してその接着力を低下させた状態で上記ベース材を上記銅箔回路から剥離して、上記銅箔回路の裏面を露出させるステップと、
上記銅箔回路の露出部に表面処理を施すステップと、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体装置の製造に用いられるテープキャリアであって、
絶縁フィルムと、
上記絶縁フィルムに張り合わされ、加熱すると接着力が低下する接着剤からなる接着剤層と、
上記接着剤層に張り合わされた銅箔回路と、
上記銅箔回路上に形成された表面処理層と、を備えたことを特徴とするテープキャリア。
【請求項６】
上記接着剤層が、所定温度以上になると発泡する熱発泡性成分を混合した接着剤からなる請求項５記載のテープキャリア。
【請求項７】
上記絶縁フィルムがポリイミド樹脂製のフィルムからなる請求項５又は６記載のテープキャリア。
【請求項８】
上記請求項５〜７いずれかに記載のテープキャリアを用いた半導体装置であって、
上記テープキャリアの上記銅箔回路のダイパッド上に接合されたＩＣチップと、
上記ＩＣチップと上記銅箔回路の端子部とを接合するボンディングワイヤと、
上記銅箔回路、表面処理層、ＩＣチップ及びボンディングワイヤを封止する樹脂とを備え、
上記テープキャリアにおける上記絶縁フィルム及び接着剤層が剥離・除去されて上記銅箔回路の裏面が露出しており、その露出部に形成された表面処理層を更に備えた、ことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造に用いられるテープキャリア及びその製造方法、並びにテープキャリアを用いた半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な半導体装置用テープキャリアの製造方法及び構造について、図３を用いて説明する。
【０００３】
図３（ａ）に示すように、テープキャリア製造用の材料としてベース材３１が使用される。このベース材３１は、絶縁フィルム３２と、その絶縁フィルム３２の表面（上面）に張り合わされた接着剤層３３とを備える。
【０００４】
このベース材３１に対して打ち抜き加工（パンチング）を行って、図３（ｂ）に示すように、パーフォレーションホール３５及びはんだボール接合用のホール３４（ビアホール）を形成し、その後、図３（ｃ）に示すように、接着剤層３３上に銅箔３６を張り合わせる。
【０００５】
次に、図３（ｄ）に示すように、フォトエッチング法により銅箔３６を所定の配線パターン３６’（銅箔回路）に加工し、その銅箔回路３６’上に金／ニッケルめっきやスズめっき等の表面処理を施して、表面処理層３７を形成する。
【０００６】
以上の工程により半導体装置用テープキャリア３９が完成する。
【０００７】
このように、一般的な半導体装置用テープキャリア３９は、絶縁フィルム３２、接着剤層３３、銅箔回路３６’及び表面処理層３７により構成される。
【０００８】
次に、このテープキャリア３９を用いて製造される半導体装置（パッケージ）の製造方法及び構造について、図４を用いて説明する。
【０００９】
まず、図４（ａ）に示すように、上述した工程により製造されたテープキャリア３９の銅箔回路３６’のダイパッド３６’ａ上に銀ペースト等を用いてＩＣチップ４０を加熱接合し、その後、図４（ｂ）に示すように、ＩＣチップ４０上に形成された電極端子部とテープキャリア３９の銅箔回路３６’の端子部３６’ｂとを金ワイヤ４１（ボンディングワイヤ）を介して接合する。
【００１０】
次に、図４（ｃ）に示すように、テープキャリア３９の上面部全体を加熱し、絶縁フィルム３２の表面、接着剤層３３、銅箔回路３６’、表面処理層３７、ＩＣチップ４０及びボンディングワイヤ４１を樹脂４２で封止する。また、銅箔回路３６’の裏面（下面）側には、ビアホール３４を介してはんだボール４３が接合され、このはんだボール４３が外部端子となる。
【００１１】
以上の工程により半導体装置４５（パッケージ）が完成する。
【００１２】
このように、一般的な半導体装置４５は、絶縁フィルム３２、接着剤層３３、銅箔回路３６’、表面処理層３７、ＩＣチップ４０、ボンディングワイヤ４１、封止樹脂４２及びはんだボール４３により構成される。
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−１２１６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、上述したような従来のテープキャリア３９及び半導体装置４５では、テープキャリア３９のベース材３１（絶縁フィルム３２＋接着剤層３３）がそのまま半導体装置４５の一部として残る構造であるため、必然的にベース材３１の厚さ分だけ半導体装置４５の厚さが増加してしまう。
【００１５】
このため、最近では、上記の工程で半導体装置４５を製造した後に、テープキャリア３９のベース材３１のみを剥離・除去して銅箔回路３６’の裏面を露出させ、その露出部を外部端子として使用することが提案されている（例えば特許文献１参照）。こうすれば、半導体装置４５をベース材３１の厚さ分だけ薄型化できる。
【００１６】
ところが、従来のテープキャリア３９及び半導体装置４５では、接着剤層３３の接着力が強く、ベース材３１を剥離することが困難であった。また、仮にベース材３１を剥離できたとしても、銅箔回路３６’の一部がベース材３１と共に剥がれてしまう場合があった。つまり、銅箔回路３６’の全て（１００％）を封止樹脂４２側に残すことができない場合があったのである。
【００１７】
そこで、ベース材３１の剥離性を高めるために、接着剤層３３の接着力を弱めることが考えられるが、この場合、テープキャリア３９の製造時にエッチング液やめっき液などの湿式処理液が接着剤層３３へと浸透する可能性が高くなり、銅箔回路３６’の一部脱落等が発生し、テープキャリア３９の良品率が低下するおそれがある。
【００１８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、半導体装置の薄型化を図ることが可能であり、かつ優れた良品率を確保できる半導体装置用テープキャリア及びその製造方法、並びに半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために考案された請求項１の発明は、半導体装置の製造に用いられるテープキャリアの製造方法であって、絶縁フィルムに、加熱すると接着力が低下する接着剤からなる接着剤層が貼り合わされたベース材を用意するステップと、上記ベース材の上記接着剤層に銅箔を貼り合わせるステップと、上記銅箔を所定の銅箔回路に加工するステップと、上記銅箔回路に表面処理を施すステップと、を備えたものである。
【００２０】
請求項２の発明は、上記接着剤層として、所定温度以上になると発泡する熱発泡性成分を混合した接着剤を使用するものである。
【００２１】
請求項３の発明は、上記絶縁フィルムとしてポリイミド樹脂製のフィルムを使用するものである。
【００２２】
請求項４の発明は、上記請求項１〜３いずれかに記載の製造方法により製造されたテープキャリアを用いた半導体装置の製造方法であって、上記テープキャリアの上記銅箔回路のダイパッド上にＩＣチップを接合するステップと、上記ＩＣチップと上記銅箔回路の端子部とをボンディングワイヤを介して接合するステップと、上記銅箔回路、ＩＣチップ及びボンディングワイヤを樹脂により封止するステップと、上記接着剤層を加熱してその接着力を低下させた状態で上記ベース材を上記銅箔回路から剥離して、上記銅箔回路の裏面を露出させるステップと、上記銅箔回路の露出部に表面処理を施すステップと、を備えたものである。
【００２３】
請求項５の発明は、半導体装置の製造に用いられるテープキャリアであって、絶縁フィルムと、上記絶縁フィルムに張り合わされ、加熱すると接着力が低下する接着剤からなる接着剤層と、上記接着剤層に張り合わされた銅箔回路と、上記銅箔回路上に形成された表面処理層と、を備えたものである。
【００２４】
請求項６の発明は、上記接着剤層が、所定温度以上になると発泡する熱発泡性成分を混合した接着剤からなるものである。
【００２５】
請求項７の発明は、上記絶縁フィルムがポリイミド樹脂製のフィルムからなるものである。
【００２６】
請求項８の発明は、上記請求項５〜７いずれかに記載のテープキャリアを用いた半導体装置であって、上記テープキャリアの上記銅箔回路のダイパッド上に接合されたＩＣチップと、上記ＩＣチップと上記銅箔回路の端子部とを接合するボンディングワイヤと、上記銅箔回路、表面処理層、ＩＣチップ及びボンディングワイヤを封止する樹脂とを備え、上記テープキャリアにおける上記絶縁フィルム及び接着剤層が剥離・除去されて上記銅箔回路の裏面が露出しており、その露出部に形成された表面処理層を更に備えたものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、半導体装置の薄型化を図ることが可能であり、かつ優れた良品率を確保できるという優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２９】
図１は本実施形態のテープキャリアの製造方法及び構造を説明するための断面図であり、図２は図１のテープキャリアを用いた半導体装置（パッケージ）の製造方法及び構造を説明するための断面図である。
【００３０】
最初に本実施形態のテープキャリア及び半導体装置の特徴は、半導体装置を製造する際に、テープキャリアにおけるベース材を剥離・除去して半導体装置の薄型化を図ることを可能にしたと共に、以下に述べる３つの課題を全て達成した点にある。３つの課題とは、「１．湿式処理液の接着剤層への浸透防止」、「２．ベース材の剥離性向上」、「３．銅箔回路の封止樹脂側への転写率向上」である。
【００３１】
本発明者らは、上記課題を達成するために、テープキャリアを構成する接着剤層の材料として、通常時（常温時）は比較的強固な接着力を有し、所定温度以上に加熱すると接着力が低下する接着剤（熱剥離型接着剤）を使用することを発明した。つまり、テープキャリアを製造する際には、接着剤層の温度を所定温度未満に保って強固な接着力を確保して「１．湿式処理液の接着剤層への浸透防止」を図り、半導体装置を製造する際には、接着剤層を所定温度以上に加熱して接着力を低下させ「２．ベース材の剥離性向上」、「３．銅箔回路の封止樹脂側への転写率向上」を図る訳である。
【００３２】
まず、本実施形態の半導体装置用テープキャリアの製造方法及び構造について、図１を用いて説明する。
【００３３】
図１（ａ）に示すように、テープキャリア製造用の材料としてベース材１が使用される。このベース材１は、絶縁フィルム２と、その絶縁フィルム２の表面（上面）に張り合わされた接着剤層３とを備える。
【００３４】
絶縁フィルム２としては様々な材質、色調等のものが適用でき、基本的には選択範囲が広いが、耐熱性や寸法安定性を考慮すると線膨張係数の小さいポリイミド樹脂製のフィルムが好ましい。本実施形態では、絶縁フィルム２として、ポリイミドフィルムであるユーピレックスＳ（登録商標）を使用する。
【００３５】
接着剤層３は本実施形態の特徴部分であり、上述したように、常温下では比較的高い接着力を有し、所定温度以上に加熱されると接着力が著しく低下する接着剤を使用する。接着剤層３を構成する接着剤としては、上述した特性を有するものであれば様々なものが適用可能であるが、本実施形態では、アクリル樹脂系の粘着剤（接着剤）に熱発泡性成分（発泡剤）を所定の割合で混合したものを使用する。この接着剤は、接着剤の温度が所定温度（混合された発泡剤の発泡開始温度）に到達すると発泡剤が発泡して、張り合わせた相手との接着面積が低下し、それにより接着力が低下する。このような接着剤は一般的に、接着剤単体では熱発泡性接着剤、絶縁フィルムと貼り合わせた状態では熱発泡性テープ材などと称されている。テープキャリアの接着剤層３用としては、発泡剤の発泡開始温度が２００℃〜２２０℃程度の熱発泡性接着剤を用いることが好ましい。より具体的には、以下に説明するテープキャリア及び半導体装置の製造過程において付与される温度よりも高い発泡開始温度を有する接着剤を用いることが好ましい。
【００３６】
さて、図１（ａ）に示すベース材１に対して打ち抜き加工（パンチング）を行って、図１（ｂ）に示すように、パーフォレーションホール５を形成する。ここでは、従来のテープキャリア及びその製造方法において必要とされていたはんだボール接合用のホール３４（図３（ｂ）参照）を形成する必要はない。
【００３７】
次に、図１（ｃ）に示すように、ベース材１の接着剤層３上に銅箔６を張り合わせる。
【００３８】
その後、図１（ｄ）に示すように、フォトエッチング法により銅箔６を所定の配線パターン６’（銅箔回路）に加工し、その銅箔回路６’上に無電解方式で金／ニッケルめっきを施して、表面処理層７を形成する。
【００３９】
以上の工程により本実施形態の半導体装置用テープキャリア９が完成するのであるが、ここで大事なことは、テープキャリア９の製造中、接着剤層３の温度を発泡剤の発泡開始温度未満に維持することである。これにより、接着剤層３の強固な接着力を維持できるため、テープキャリア９の製造時にエッチング液やめっき液などの湿式処理液が接着剤層３へと浸透することを防止でき、銅箔回路６’（配線パターン）の脱落を防止できる。
【００４０】
なお、銅箔回路６’上に施す表面処理は、ニッケルめっき、金めっき、銀めっき、スズめっき等様々なものが適用可能である。
【００４１】
このように、本実施形態の半導体装置用テープキャリア９は、絶縁フィルム２と、絶縁フィルム２の表面に張り合わされた接着剤層３と、接着剤層３上に張り合わされた銅箔回路６’と、銅箔回路６’上に形成された表面処理層７とを備えており、接着剤層３として熱発泡性接着剤が使用される。
【００４２】
次に、本実施形態のテープキャリア９を用いて製造される半導体装置（パッケージ）の製造方法及び構造について、図２を用いて説明する。
【００４３】
まず、図２（ａ）に示すように、上述した工程により製造されたテープキャリア９の銅箔回路６’のダイパッド６’ａ上に、銀ペースト等を使用してＩＣチップ１０を接合する。本実施形態では、１５０℃、１時間の条件でＩＣチップ１０の接合を行う。なお、この接合温度は、接着剤層３の発泡開始温度よりも低く、接合工程時に接着剤層３の接着力が低下することはない。
【００４４】
次に、図２（ｂ）に示すように、ＩＣチップ１０上に形成された電極端子部とテープキャリア９の銅箔回路６’の端子部６’ｂとを金ワイヤ１１（ボンディングワイヤ）を介して接合する。本実施形態では、超音波熱圧着式ワイヤボンダーを使用し、ボンディングステージの温度を１５０℃として金ワイヤ１１の接合を行う。なお、このボンディング温度は、接着剤層３の発泡開始温度よりも低く、ボンディング工程時に接着剤層３の接着力が低下することはない。
【００４５】
その後、図２（ｃ）に示すように、テープキャリア９の上面部全体を加熱し、接着剤層３の表面、銅箔回路６’、表面処理層７、ＩＣチップ１０及びボンディングワイヤ１１を樹脂１２で封止する。本実施形態では、１８０℃、１時間の条件で樹脂１２を硬化させる。なお、この封止温度は、接着剤層３の発泡開始温度よりも低く、封止工程時に接着剤層３の接着力が低下することはない。
【００４６】
更にその後、テープキャリア９全体を所定温度（接着剤層３に混合された発泡剤の発泡開始温度以上）まで加熱する。本実施形態では２２０℃で１０分間加熱を行う。これにより、接着剤層３に混合された発泡剤が発泡し、接着剤層３と銅箔回路６’及び封止樹脂１２との接着面積が低下する。従って、銅箔回路６’及び封止樹脂１２と接着剤層３との接着力が著しく低下する。この状態で、ベース材１（絶縁フィルム２＋接着剤層３）を銅箔回路６’及び封止樹脂１２から剥離・除去する。これにより、図２（ｄ）に示すように、銅箔回路６’の裏面が露出するので、その露出部に無電解方式により金／ニッケルめっきを施して、表面処理層１３を形成する。このように、本実施形態の半導体装置１５では、銅箔回路６’の端子部の裏面が露出し、その露出端子を外部端子として使用できるので、従来の半導体装置において必要とされていたはんだボール４３（図４（ｃ）参照）は不要となる。
【００４７】
以上の工程により本実施形態の半導体装置１５が完成する。
【００４８】
なお、銅箔回路６’の裏面（露出面）に施す表面処理は、ニッケルめっき、金めっき、銀めっき、スズめっき等様々なものが適用可能である。
【００４９】
このように、本実施形態の半導体装置１５は、ダイパッド６’ａ及び端子部６’ｂを備えた銅箔回路６’と、銅箔回路６’の表面（上面）に形成された表面処理層７と、銅箔回路６’のダイパッド６’ａ上に接合されたＩＣチップ１０と、ＩＣチップ１０と銅箔回路６’の端子部６’ｂとを接合するボンディングワイヤ１１と、銅箔回路６’の表面（上面）、ＩＣチップ１０及びボンディングワイヤ１１を封止する樹脂１２と、銅箔回路６’の裏面の露出部に形成された表面処理層１３とを備えている。
【００５０】
以上説明した本実施形態のテープキャリア及びその製造方法、並びに半導体装置及びその製造方法によれば、以下に示す効果を得ることができる。
【００５１】
１）テープキャリア９の製造時には接着剤層３の接着力が高いので、エッチング液やめっき液などの湿式処理液が接着剤層３へと浸透することを防止できる。従って、銅箔回路６’の一部脱落等を防止でき、テープキャリア９の良品率が向上する（湿式処理液の接着剤層への浸透防止効果）。
【００５２】
２）加熱により接着剤層３の接着力を低下させることができるので、ベース材１（絶縁フィルム２＋接着剤層３）を銅箔回路６’及び封止樹脂１２から容易に剥離できる（ベース材の剥離性向上効果）。
【００５３】
３）加熱により接着剤層３の接着力を低下させることができるので、ベース材１を剥離したときの銅箔回路６’の封止樹脂１２側への転写率が向上する（銅箔回路の転写率向上効果）。
【００５４】
４）ベース材１を剥離・除去できるので、半導体装置１５の薄型化が図れる。
【００５５】
５）ベース材１にはんだボール接合用のホールを形成する必要がないため、金型費用を削減でき、製造コストの低減が図れる。
【００５６】
６）はんだボールを接合する必要がないので、工程数削減、製造コストの低減が図れる。
【００５７】
７）従来と同様の工程によりテープキャリア９及び半導体装置１５を製造できるので、既存の設備を使用でき、新たな設備投資費用を必要としない。
【００５８】
上記の効果、特に、１）〜３）の効果を得るために、本実施形態における接着剤層３には次の特性を有することが要求される。
【００５９】
即ち、常温下では湿式処理液の接着剤層３への浸透を防止するのに充分な接着強度（例えば、５００Ｎ／ｍ以上）を有し、所定温度以上に加熱したときにはベース材１を銅箔回路６’及び封止樹脂１２から容易に剥離でき、かつ、銅箔回路６’が封止樹脂１２側へ残留（転写）できるような接着強度（例えば、１００Ｎ／ｍ以下）に低下することである。
【００６０】
本発明者らは、本実施形態の効果を確認すべく、ベース材１を剥離した際の、銅箔回路６’（配線パターン）の封止樹脂１２側への転写率（残留率）の評価試験を行った。また、上述したように、半導体装置１５の製造工程では絶縁フィルム２に熱負荷がかかるので、絶縁フィルム２の耐熱性（熱処理後の変形の有無）の評価試験も併せて行った。その結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2006120700.tif 000003
【００６２】
試験サンプルは、下記の２通りを作製した。
【００６３】
１．実施例（図２に相当）
絶縁フィルム２：ユーピレックスＳ（ポリイミドフィルム）
接着剤層３：熱剥離型接着剤
製造方法：樹脂封止後、絶縁フィルム２及び接着剤層３を剥離
２．従来例（図４に相当）
絶縁フィルム３２：ユーピレックスＳ（ポリイミドフィルム）
接着剤層３３：従来のＴＡＢテープキャリアに使用される一般的接着剤
製造方法：樹脂封止後、絶縁フィルム３２及び接着剤層３３を剥離
表１から分かるように、実施例においては銅箔回路６’の転写率及び絶縁フィルム２の耐熱性ともに良好であった。特に、銅箔回路６’の転写率は１００％であり、ベース材１（絶縁フィルム２及び接着剤層３）を剥離した際に全ての銅箔回路６’が封止樹脂１２側に転写されたことを意味している。
【００６４】
一方、従来例では、銅箔回路３６’の転写率が５０％であった。即ち、従来例では、ベース材３１（絶縁フィルム３２及び接着剤層３３）を剥離する際に、銅箔回路３６’の半分がベース材３１と共に剥がれてしまったことが分かる。これは、接着剤層３３の接着力が強すぎることが原因である。なお、従来例においても絶縁フィルム３２の耐熱性は良好であった。
【００６５】
この評価試験から、本実施形態のテープキャリア９及びその製造方法、並びに半導体装置１５及びその製造方法によれば、ベース材１を剥離する際の銅箔回路６’の封止樹脂１２側への転写率が著しく向上することが確認された。
【００６６】
なお、本発明は上記実施形態に限定はされない。
【００６７】
例えば、上記実施形態で述べた材質、温度・時間条件などは全て一例として示したものであり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態に係るテープキャリアの製造方法及び構造を説明するための断面図である。
【図２】図１のテープキャリアを用いた半導体装置の製造方法及び構造を説明するための断面図である。
【図３】従来のテープキャリアの製造方法及び構造を説明するための断面図である。
【図４】従来の半導体装置の製造方法及び構造を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  ベース材
２  絶縁フィルム
３  接着剤層
６  銅箔
６’銅箔回路
６’ａ  ダイパッド
６’ｂ  端子部
７  表面処理層
９  テープキャリア
１０  ＩＣチップ
１１  金ワイヤ（ボンディングワイヤ）
１２  封止樹脂
１５  半導体装置（パッケージ）
【図１】
2006120700.tif 000004
【図２】
2006120700.tif 000005
【図３】
2006120700.tif 000006
【図４】
2006120700.tif 000007