(57)【要約】【解決手段】本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープは、絶縁フィルム表面に、内部接続端子、外部接続端子およびこれらの接続端子を連結する配線を有し、該接続端子が露出するようにソルダーレジスト層が塗設されており、電子部品を実装する際に、該内部接続端子に超音波をかけることにより電子部品の接続端子と内部接続端子との電気的接続を確立する電子部品実装用フィルムキャリアテープであり、該ソルダーレジスト層から内部接続端子が電子部品の接続端子と電気的に接続している部分からソルダーレジスト層の縁部までの間および該ソルダーレジスト層の塗布縁部から１０００μｍの範囲内にあるソルダーレジスト層により保護された部分の配線が略直線状に形成されていることを特徴としている。【効果】本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープは、超音波をかけた際に応力の集中がなく、配線パターンにクラックあるいは断線が生じにくい。【選択図】図５
2004165279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁フィルム表面に、内部接続端子、外部接続端子およびこれらの接続端子を連結する配線を有し、該接続端子が露出するようにソルダーレジスト層が塗設されており、電子部品を実装する際に、該内部接続端子に超音波をかけることにより電子部品の接続端子と内部接続端子との電気的接続を確立する電子部品実装用フィルムキャリアテープにおいて、
該ソルダーレジスト層から内部接続端子が電子部品の接続端子と電気的に接続している部分からソルダーレジスト層の縁部までの間および該ソルダーレジスト層の塗布縁部から１０００μｍの範囲内にあるソルダーレジスト層により保護された部分の配線が略直線状に形成されていることを特徴とする電子部品実装用フィルムキャリアテープ。
【請求項２】
上記内部接続端子がボンディングパットであり、電子部品の接続端子と該ボンディングパットとを導電性金属細線を用いたワイヤーボンディングにより電気的に接続することを特徴とする請求項第１項記載の電子部品実装用フィルムキャリアテープ。
【請求項３】
上記内部接続端子の電気的接続部分とソルダーレジスト層の縁部までの間および該ソルダーレジスト層の塗布縁部から１０００μｍの範囲内にあるソルダーレジスト層により保護された部分の配線が、急峻に変化する変曲点を有しないように形成されていることを特徴とする請求項第１項または第２項記載の電子部品実装用フィルムキャリアテープ。
【請求項４】
上記内部接続端子、外部接続端子および両者を連結する配線からなる配線パターンが、電解銅箔を選択的にエッチングすることにより形成されており、少なくとも該内部接続端子および配線を形成する電解銅箔の結晶構造が、ワイヤーボンディング前とワイヤーボンディング後とで、同一性を有することを特徴とする請求項第１項または第２項記載の電子部品実装用フィルムキャリアテープ。
【請求項５】
上記配線パターンが、平均厚さ５〜３５μｍの電解銅箔を選択的にエッチングすることにより形成されたものであることを特徴とする請求項第４項記載の電子部品実装用フィルムキャリアテープ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品を超音波加熱を用いてフィルムキャリアに実装する際に、フィルムキャリアに形成された配線パターンにクラックあるいは断線が生じにくい電子部品実装用フィルムキャリアテープに関する。
【０００２】
【従来技術】
半導体チップなどの電子部品（デバイス）をフィルムキャリアに実装する方法として、ワイヤーボンディング方式、ＴＡＢ方式、フリップチップ（ＦＣ）方式などの実装方法が知られており、このような実装方法では、フィルムキャリアに電子部品を実装する際にフィルムキャリアに形成された配線パターンに加熱下に超音波をかけることにより、接続部材と配線パターンの接続端子（ボンディングパット）とを電気的に接続することが多い。このような電子部品の実装方法のうち、たとえば、金線などの導電性金属細線を用いたワイヤーボンディング方式では、電子部品に形成されたバンプ電極（デバイス側電極）に導電性金属細線の一端部を接合させ、この導電性金属細線の他端部をフィルムキャリアの内部端子であるボンディングパットに接合させることにより、電子部品とフィルムキャリアとを電気的に接続している。
【０００３】
このワイヤーボンディングについてさらに図面を用いて詳細に説明すると、図１０に示すように、電子部品８０には、出力端子に形成されたバンプ電極８１とフィルムキャリア８９に形成されたボンディングパット８８とを、金線８７を用いて電気的に接続する際には、バンプ電極８１あるいはボンディングパット８８に金線８７を当接し、ボンディングツール（図示なし）を用いて加熱下に超音波をかけ、金線８７をバンプ電極８１およびボンディングパット８８に融着させることにより、電子部品８０はフィルムキャリア８９に実装される。
【０００４】
ところで、このようなボンディングパット８８が形成されているフィルムキャリア８９は、概略、ポリイミドフィルムなどからなる絶縁フィルム８６の表面に電解銅箔などの導電性金属箔を貼着し、この導電性金属箔の表面に感光性樹脂層を塗設し、この感光性樹脂層を所望のパターンに感光して現像することにより、感光性樹脂からなるパターンを形成し、このパターンをマスキング材として導電性金属箔を選択的にエッチングすることにより感光性樹脂からなるパターンに対応した配線パターンを形成し、こうして形成された配線パターンのボンディングパット８８が露出するようにソルダーレジスト層８５を形成することにより製造される。
【０００５】
従来から、このようにして形成されたフィルムキャリア８９にワイヤーボンディングにより電子部品８０を実装する際には、加熱下に超音波をかけることにより、金線８７を用いてバンプ電極８１とボンディングパット８８とを電気的に接続しており、配線を形成する導電性金属箔が厚く、また、形成される配線幅が大きいフィルムキャリアにおいて、上記のような超音波によるボンディングによっても特に問題は生じなかった。
【０００６】
しかしながら、最近では、電子部品を高密度で実装するために、Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ（ＢＧＡ）、Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ（ＣＳＰ）のように実装しようとする電子部品とフィルムキャリアとが、略同等の面積を有するフィルムキャリアが使用されるようになってきており、このようなフィルムキャリアにおいては、非常に薄い導電性金属箔を使用すると共に、形成される配線幅も狭くなってきている。さらに、ＢＧＡ、ＣＳＰなどにおいては、形成された配線パターンの上にソルダーレジスト層を塗設し、さらにこのソルダーレジスト層の上に接着剤などを用いて電子部品を貼着し、ソルダーレジスト層の縁部から露出したボンディングパットに電子部品の非貼着部に形成されたバンプ電極とを金線でワイヤーボンディングすることにより電子部品の実装を行うことから、ソルダーレジストとして比較的硬質な樹脂を使用することが可能になってきている。このため絶縁フィルム上に形成された配線パターンは、絶縁フィルム８６とソルダーレジスト層８５とによって強固に挟持され、振動などに対する自由度は低くなってきている。
【０００７】
電子部品を実装した後、外部応力から配線パターンを保護するという観点からすれば、上記のように配線パターンを絶縁フィルムとソルダーレジスト層とで強固に挟持して保護することは好ましい。しかしながら、電子部品をワイヤーボンディングにより実装する際には、ボンディングパットに超音波をかけて配線パターンに振動を加える必要があり、配線パターンがソルダーレジスト層と絶縁フィルムとで強固に挟持されていると、ボンディングパットに加えられた超音波の振動による影響をソルダーレジスト層の縁部近傍の配線パターンが直接受けることになる。しかも、このような配線パターンは薄い導電性金属箔から形成されており、その幅も狭いことから、ＢＧＡおよびＣＳＰなどのフィルムキャリアにおける配線パターンの断線、配線パターンにおけるクラックの発生、ソルダーレジスト層におけるクラックの発生などの発生確率は、従来のフィルムキャリアよりも著しく高くなるという新たな問題が生ずる。
【０００８】
特に、生産効率を上げるために、加熱下に出力の高い超音波を短時間かけてワイヤーボンディングを行うと、クラックの発生率、断線の発生率、ソルダーレジストにおけるクラックの発生率が著しく高くなるという問題があり、こうした現象は、生産性の向上、フィルムキャリアの製造コストの低減および得られる電子部品が実装されたフィルムキャリアの信頼性などにとって非常に大きな問題になりつつある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ワイヤーボンディングの際の超音波加熱によって配線パターンにクラックあるいは断線が生じにくい電子部品実装用フィルムキャリアテープを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープは、絶縁フィルム表面に、内部接続端子、外部接続端子およびこれらの接続端子を連結する配線を有し、該接続端子が露出するようにソルダーレジスト層が塗設されており、電子部品を実装する際に、該内部接続端子に超音波をかけることにより電子部品の接続端子と内部接続端子との電気的接続を確立する電子部品実装用フィルムキャリアテープにおいて、
該ソルダーレジスト層から内部接続端子が電子部品の接続端子と電気的に接続している部分からソルダーレジスト層の縁部までの間および該ソルダーレジスト層の塗布縁部から１０００μｍの範囲内にあるソルダーレジスト層により保護された部分の配線が略直線状に形成されていることを特徴としている。
【００１１】
このような本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープは、電子部品との間で電気的接続が確立される前における配線を構成する導電性金属の結晶構造と、電子部品との間で電気的接続が確立された後における配線を構成する導電性金属の結晶構造とが、同一性を有しており、電子部品との電気的接続を確立するためにかける超音波および加熱によって、導電性金属の結晶構造が実質的に変化しないように構成されている。
【００１２】
上記の構成を有する本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープでは、電子部品との間で電気的接続を確立するために、加熱下に超音波をかけるが、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープにおいては、この超音波により配線パターンにかかる応力が集中しにくい構造を有しているため、応力集中による配線の破断あるいはクラックの発生を防止することができると共に、ソルダーレジストにおけるクラックの発生の防止にも有効性が高い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープについて具体的な実施の形態を示して詳細に説明する。
図１は、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープの一例を示す断面図であり、図２は内部接続端子にワイヤーボンディングした状態を示す斜視図であり、図３は、ワイヤーボンディングした内部接続端子の部分を拡大して示す拡大平面図であり、図４は、図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープ１０は、絶縁フィルム１１と、この絶縁フィルム１１の少なくとも一方の面に形成された配線パターン１２と、この配線パターン１２のうち内部接続端子１３および外部接続端子１４が露出するように形成されたソルダーレジスト層１５とを有する。また、このソルダーレジスト層１５から露出した内部接続端子１３および外部接続端子１４の表面には、通常は、スズ、ハンダ、金、ニッケル−金など用途に合わせてめっき処理がなされている。図１〜４に示す電子部品実装用フィルムキャリアテープにおいては、ソルダーレジスト層１５の表面に接着剤層２７を介して電子部品２１が配置される。
【００１５】
図１および図２に示すような本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープ１０は、絶縁フィルム１１の表面に、導電性金属箔を貼着し、この導電性金属箔表面にさらに感光性樹脂を塗布し、この感光樹脂を露光し現像して所望のパターンを形成し、このパターンをマスキング材として導電性金属箔を選択的にエッチングして、導電性金属からなる配線パターンを形成することにより製造することができる。
【００１６】
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープ１０を形成する絶縁フィルム１１は、エッチングする際に酸などと接触することから、こうした薬品に侵されない耐薬品性およびボンディングする際の加熱によっても変質しないような耐熱性を有している。この絶縁フィルム１１を形成する素材の例としては、ポリエステル、ポリアミドおよびポリイミドなどを挙げることができる。特に本発明では、ポリイミドからなるフィルムを用いることが好ましい。このようなポリイミドは、他の樹脂と比較して、卓越した耐熱性を有すると共に、耐薬品性にも優れている。
【００１７】
このポリイミド樹脂の例としては、ピロメリット酸２無水物と芳香族ジアミンとから合成される全芳香族ポリイミド、ビフェニルテトラカルボン酸２無水物と芳香族ジアミンとから合成されるビフェニル骨格を有する全芳香族ポリイミドを挙げることができる。特に本発明ではビフェニル骨格を有する全芳香族ポリイミド（例；商品名：ユーピレックスＳ、宇部興産（株）製）が好ましく使用される。ビフェニル骨格を有する全芳香族ポリイミドは、他の全芳香族ポリイミドよりも吸水率が低い。本発明で使用可能な絶縁フィルム１１の厚さは、通常は２５〜１２５μｍ、好ましくは２５〜７５μｍの範囲内にある。
【００１８】
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープ１０を形成する絶縁フィルム１１には、両縁部にスプロケットホール（パーフォレーション）１９、ボールパッドが露出するハンダボール孔１８が形成されている。さらに、スリット、位置決め孔など（図示なし）が形成されていてもよい。
本発明において、この導電性金属箔としては、銅箔、アルミニウム箔などを使用することができる。ここで好適に使用可能な銅箔には圧延銅箔および電解銅箔があるが、特に本発明では電解銅箔を使用する場合に有効性が高い。
【００１９】
電子部品実装用フィルムキャリアテープ１０を製造する際に好適に使用される電解銅箔の厚さは、昨今の電子部品の高密度実装の要請下に次第に薄いものが使用されており、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープでは、通常は平均厚さで、７５μｍ以下、好ましくは３５μｍ以下の電解銅箔を用いた場合であっても断線しにくい。このような電解銅箔の厚さの下限値には、特に制限はないが、平均厚さが５μｍに満たない電解銅箔は、工業的規模で製造することが困難であり、また、製造したとしてもこのような平均厚さを有する電解銅箔を単独で取り扱いことが著しく困難になり、従って、本発明で有効に使用できる電解銅箔の平均厚さの下限値は、５μｍである。
【００２０】
上記の導電性金属箔上に感光性樹脂を塗布し、こうして形成された感光性樹脂層を露光し、現像することにより、感光性樹脂からなるパターンを形成し、このパターンをマスキング材として導電性金属箔を選択的にエッチングすることにより、導電性金属からなる配線パターン１２を形成する。
こうして形成される配線パターン１２には、電子部品２１との間に電気的な接続を確立するための内部接続端子１３と、外部接続端子１４とを有し、この内部接続端子１３と、外部接続端子１４とは、導電性金属箔を選択的にエッチングすることにより形成された配線１６により接続されている。
【００２１】
このような配線パターン１２は、導電性金属箔の選択的なエッチングにより形成された後は、電子部品２１との電気的接続を確立するための内部接続端子１３、およびこの内部接続端子１３に配線１６を介して接続し外部との接続に使用される外部接続端子１４を用いて新たな電気的接続を確立する必要があるために、これらの端子は露出した状態に保つ必要があるが、内部接続端子１３および外部接続端子１４とを電気的に接続する配線１６は、フィルムキャリアの製造の際、電子部品を実装する際、搬送の際などにおける配線１６の損傷を防止し、さらには隣接する配線との電気的絶縁性を確保するために、ソルダーレジストを塗布して配線１６を保護する。図１〜図３には、このようなソルダーレジストの塗布層（すなわち、ソルダーレジスト層）は付番１５で示されている。
【００２２】
このようなソルダーレジスト層１５は、たとえばスクリーンマスクなどを用いてソルダーレジストを塗布し、加熱硬化させるか、所定の形状に打ち抜いたソルダーレジスト形成用樹脂片を加熱圧着することにより形成することができる。
このようにソルダーレジスト層１５を形成することにより、配線パターン１２は、このソルダーレジスト層１５により絶縁フィルム１１との間に強固に挟持され、配線パターン１２が外部からの物理的応力によって損傷を受けにくくなる。
【００２３】
このようにソルダーレジスト層１５を形成することにより、外部応力から配線パターン１２を有効に保護することができる反面、ソルダーレジスト層１５が形成され、保護されている部分の配線パターン１２は、ソルダーレジスト層１５と絶縁フィルム１１との間に強固に固定されるために、配線パターン内部に生ずる応力に対する応力緩和性は低下する。
【００２４】
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープ１０においては、電子部品２１とこのフィルムキャリアとの電気的接続の確立のために、たとえば図１に示すように、金線２５などの導電性金属細線の一端部を、電子部品２１に形成されたバンプ電極２２にボンディングすると共に、他端部を、ボンディングツール３０を用いて、配線パターン１２の内部接続端子であるボンディングパット１３にボンディングする。ここで使用されるボンディングツール３０は、金線などの導電性金属細線２５をボンディングパット（内部接続端子）１３に押し付け、加熱しながら超音波をかけることにより、導電性金属細線２５をボンディングパット１３の表面に融着させるものである。ボンディングする際の加熱用ステージ４０の温度は、通常は１２０〜２００℃程度であり、超音波出力も０．５〜１．０Ｗ程度であり、このような出力の超音波によって導電性金属細線２５はボンディングパットに融着するが、たとえば７５μｍを超える厚手の電解銅箔が用いられていた際には、ボンディングパット１３を含めて配線パターン１２自体がボンディングツール３０からの超音波の影響を受けるとは考えられていなかった。しかしながら、配線パターン１２を形成する際に用いる電解銅箔の厚さが薄くなるに従って、配線パターン１２にクラックあるいは断線が発生する確率が高くなる。このような配線パターン１２におけるクラックあるいは断線は、無作為に発生するのではなく、クラックあるいは断線の発生には一定のパターンがある。すなわち、このような配線パターン１２に生ずるクラックあるいは断線は、ボンディングツール３０を用いて加熱下に超音波をかけた後に発生すること、クラックあるいは断線の発生した箇所について配線パターンを形成する電解銅箔の結晶構造を調べてみると、クラックあるいは断線が発生した箇所の断面の結晶構造は、クラックあるいは断線が生じなかった部分と比較すると、クラックあるいは断線が発生した部分の結晶粒は、粗大化して丸みを帯びた状態になり、この粗大化して丸みを帯びた粒界が破断点になること、このような破断を生ずる部分は、ボンディングパット１３の超音波をかける部分を基点としてソルダーレジスト層１５側に集中し、ソルダーレジスト層１５の下面では、ソルダーレジスト層１５の縁部１５ａから１０００μｍ内側までの範囲に集中していること、そして、このようなクラックおよび断線は、配線パターン１２の形状が急峻に変化する点に集中的に発生する。
【００２５】
一般に配線パターンの形成に使用される電解銅箔は、細かい角張った電着組織を有しており、このような電解銅箔の組織は、配線パターンを形成した後も変わらず、さらにクラックあるいは断線が発生していない部分の組成も、用いた電解銅箔の組成と変わらず、電解銅箔、ボンディング前の配線パターンおよびボンディング後の配線パターンにおいて、電解銅箔の結晶構造が同一性を有していれば、クラックあるいは断線が発生しない。電解銅箔に限ってみると、電解銅箔の結晶構造は、たとえば３００℃で１時間加熱しても変化しないが、たとえば４００℃で３０分間加熱すると、上記配線パターンのクラックあるいは断線が生じた部分と同様の電解銅の結晶粒が粗大化して丸みを帯びた状態に再結晶することが確認された。しかしながら、絶縁フィルム上に配線パターンを形成する工程には、電解銅を上記のような過酷な加熱条件に晒す工程は存在しない。電子部品との間に接続を確立するために、加熱下に超音波をかけると、その過熱温度は、上記電解銅を再結晶させる温度よりも低いにも拘らず、配線パターンに、上記電解銅箔を４００℃に３０分間加熱したときに生ずる熱応力に相当する応力以上の応力が局部に集中してかかることがわかった。
【００２６】
すなわち、このような応力は、一方の端部がソルダーレジスト層１５で絶縁フィルム１１に強固に固定された状態で、内側接続端子（ボンディングパット）１３に、加熱下に超音波をかけると、超音波がかけられたボンディングパット１３の部分からソルダーレジスト層１５方向に応力は集中する。そして、この超音波による応力は、ソルダーレジスト層１５と絶縁フィルム１１とに挟持された配線パターン１２にもこの応力は伝達されるが、その影響は、ソルダーレジスト層１５の縁部１５ａから１０００μｍの範囲内にある配線パターン１２にも及ぶ。特にソルダーレジスト層１５の縁部１５ａから１０００μｍの範囲内にある配線パターンは、ソルダーレジスト層との一体性が高いため、この部分の配線パターン１２に超音波による影響が現れると、この配線パターン１２と一体化しているソルダーレジスト層にも及ぶことが多く、この部分で配線パターン１２にクラックあるいは断線が発生するとその部分を保護するソルダーレジスト層１５にもクラックの発生などの異常が見られることが多い。
【００２７】
そして、ソルダーレジスト層１５の縁部１５ａから１０００μｍを超えると、ソルダーレジスト層１５と絶縁フィルム１１とによる配線パターン１２に対する強固な挟持力によって配線パターン１２が強固に固定され、超音波による応力の影響は急速に減衰する。
しかしながら、ソルダーレジスト層１５から外側に延設された配線パターン１２であるボンディングパット１３およびこれに連接する配線１６は、一方の端部がソルダーレジスト層１５と絶縁フィルム１１によって強固に片持状態に形成されているため、ボンディングの際の超音波の影響を受けやすい。しかも、ソルダーレジスト層の縁部１５ａの内側１０００μｍ程度の位置で超音波が遮蔽されることから、この縁部１５ａよりもボンディングパット１３側では、付与した超音波と反射した超音波とが共鳴し、あるいは、干渉することが考えられ、このような干渉あるいは共鳴により増幅された超音波が一点に集中すると、電解銅の結晶粒の組織をも変化させる応力になり得ると考えられる。
【００２８】
そこで、本発明者は、平均厚さ１８μｍの電解銅箔を用いて、図５に（ａ）〜（ｅ）で示される形状の配線パターンを形成し、平均厚さ５０μｍのポリイミドフィルムからなる絶縁フィルム端部から５００μｍの位置に縁部１５ａが位置するようにソルダーレジストを塗布して硬化させてソルダーレジスト層１５を形成して、図５に示すようにボンディングパット１３を形成し、ボンディングスポットＢＳに加熱下に超音波をかけて配線パターンにおけるクラックあるいは断線の発生状況を調べた。このときに使用した装置はＫ＆Ｓ（株）製、ワイヤーボンディング装置であり、超音波出力は３．１Ｗであり、加熱用ステージ４０による加熱温度は２００℃であり、この条件で０．０２秒間超音波をかけてクラックあるいは断線の有無を調べた。この試験は、クラックあるいは断線の発生状況を確認する促進試験であり、上記の超音波出力および温度は、用いた装置の最大値であり、通常のボンディングにおける付与エネルギーの３倍以上のエネルギーを付与している。各ボンディングパットの形状および寸法は図５に示すとおりである。なお、ボンディングスポットＢＳの端部からソルダーレジスト層１５の縁部１５ａまでの距離Ａ−１は５００μｍである。
【００２９】
その結果、図５に（ａ）で示すボンディングスポットＢＳよりもソルダーレジスト１５側が直線状に形成されている配線パターンではクラックおよび断線は発生しなかった。これに対して図５に（ｂ）で示すボンディングパット１３が狭窄した配線に連接した配線パターンでは狭窄部で断線が発生した。また、図５に（ｃ）で示すようにボンディングパットが幅方向に略直角に広がった配線と連接した配線パターンでは、この直角に広がった部分、すなわち配線パターンが急峻に変化する変曲点でクラックが発生した。さらに、図５に（ｄ）で示すようにボンディングパット１３から約４５度の角度で広がった配線においては、このボンディングパット１３と配線との接合部分で断線した。さらに、図５に（ｅ）で示すように、ボンディングパット１３と同一の幅の配線が接合しているが、この配線がソルダーレジスト層の手前で約３０度の角度で曲がって形成されている配線パターンにおいても、この曲がった点、すなわち配線が急峻に変化する変曲点で配線パターンにクラックが発生した。
【００３０】
このようにボンディングパット１３に接合する配線がボンディングスポットＢＳからソルダーレジスト層にいたる領域で急峻に変化する変曲点を有すると、この変曲点において断線あるいはクラックが発生する。そして、このように断線あるいはクラックが発生した部分の断面を電子顕微鏡で見ると、図７に示すように電解銅の結晶粒が粗大化して丸みを帯びた状態に再結晶しており、クラックあるいは断線が発生していない部分および図５の（ａ）に示す配線パターンにおける電解銅の結晶粒の電子顕微鏡写真（図８）とは明らかに相違しており、このクラックあるいは断線が生じた部分では、電解銅の再結晶化が生じている。そして、図５の（ａ）に示すように急峻な変曲点を有しておらず略直線的に形成された配線パターンでは、このような電解銅の結晶粒の粗大化（再結晶化）は認められず、その電解銅の結晶構造は、用いた電解銅箔の結晶構造と同一性を有している。
【００３１】
図５に（ａ）〜（ｅ）で示す配線パターンは、同一の絶縁フィルム状に形成されたものであり、また、同一のボンディングツールを用いて超音波をかけていることから、これらの経た履歴は同一であるとすることができることから、配線パターンにクラックあるいは断線が発生するのは、配線パターンの形状によるものであり、配線パターンの縁部が急峻に変化すると、この変曲点にボンディングの際の超音波および加熱による応力が集中し、この変曲点部分の電解銅の粒子構造が変化し、粗大化した銅粒子界面における結合力の低下によってクラックあるいは断線が生ずる。従って、ボンディングの際に超音波および加熱による応力が一点に集中しないような形状の配線パターンを形成することにより、配線パターンにおけるクラックの発生あるいは断線の発生を有効に防止することができる。そして、上記の結果から明らかなように、クラックあるいは断線の発生は、配線パターンの変曲点に集中しており、こうした変曲点を有しない略直線状の配線パターンにはクラックあるいは断線は生じていないのであるから、少なくともボンディングスポットからソルダーレジスト層に至る間で配線パターンの縁部が急峻に変化する変曲点を形成しないように、すなわち、略直線的になるように配線パターンを形成することにより、ボンディングツールからの超音波および振動エネルギーによる熱応力の集中化を防止することができる。
【００３２】
ここでクラックあるいは断線を発生させないためには、配線パターンの縁部が５度を超える角度で交差する場合に応力の集中が認められ、さらに電解銅の粒子の再結晶化が認められる。また、配線パターンが曲線状である場合には、湾曲部前後における接線の最小交差角が５度を超えると応力の集中が認められる。
従って、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープにおいては、少なくとも上記の領域において配線パターンは略直線的に形成する必要があり、配線パターンの縁部に交差角が生ずる場合であっても交差角が５度以下になるように配線パターンを略直線状に形成する必要がある。
【００３３】
上記のボンディングツールからの超音波および加熱による断線あるいはクラックの発生は、ボンディングスポットＢＳからソルダーレジスト層１５の縁部１５ａまでの配線パターン１２に生ずるものについて調べたものであるが、前述のようにボンディングツールによる超音波および熱は、形成された配線パターンを伝達手段として伝播するため、ソルダーレジスト層１５の縁部１５ａ近傍においては、上記と同様に作用する。しかしながら、ボンディングポイントＢＰから遠ざかるに従って、応力は減衰し、ソルダーレジスト層１５の縁部１５ａから１０００μｍより先ではソルダーレジスト層と絶縁フィルムとによって挟持力が応力に勝るために、応力の集中は生じず、従って、ボンディングによるクラックあるいは断線は見られない。
【００３４】
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープにおいては、このソルダーレジスト１５の縁部１５ａから１０００μｍの範囲内に形成された配線パターンは略直線状に形成されており、この範囲内に形成された配線パターンには急峻に変化する変曲点は形成されていない。
すなわち、図６には（ｆ）〜（ｊ）には、図５における（ａ）〜（ｅ）に対応する形態の配線パターンが形成されているが、（ｇ）〜（ｊ）にはソルダーレジスト層１５の下部に配線パターンが急峻に変化する変曲点が存在する態様が示されている。
【００３５】
このような配線パターンのボンディングスポットＢＳに図５に示す配線パターンにおけるのと同様の装置を用いて、加熱用ステージ４０の加熱温度２００℃とし、ボンディングツールから最大出力［超音波出力３．１Ｗ、温度２００℃］の超音波を０．０２秒間かけた後、有機溶媒を用いてソルダーレジスト層１５を溶解除去し、このソルダーレジスト層１５下に存在していた配線パターンについてクラックあるいは断線の有無を調べたところ、ボンディングパットと略直線的に配線パターンが形成された（ｆ）で示す配線パターン１２には断線およびクラックは発生しなかった。また、この配線パターンを、超音波をかける前後で、その電解銅の粒子組織を電子顕微鏡を用いて調べたが、粒子組織の変化は認められなかった。すなわち、このように略直線状に形成された配線パターン１２では、ボンディングパット１３にかけられた超音波は、一箇所に集中することがなく、全体に均等に作用し、熱エネルギーも分散するためにクラックあるいは断線を生ずるには至らない。
【００３６】
これに対して、図６の（ｇ）に示される配線パターンでは、狭窄部分に断線が認められ、（ｈ）に示す配線パターンでは、配線パターンが広がる部分で配線パターンがほぼ直角に屈曲しており、この部分にクラックが発生した。さらに、（ｉ）および（ｊ）に示す配線パターンでは、配線パターンが急峻に変化する変曲点にクラックの発生が認められた。
【００３７】
そして、上記のようにクラックあるいは断線が発生した部分の配線パターンの断面を電子顕微鏡で観察したところ、上記と同様に電解銅の結晶粒が粗大化して丸みを帯びた状態に再結晶することが確認された。このようなクラックあるいは断線の発生状況は、上記ソルダーレジスト層１５が設けられていない領域におけるのと同様である。また、このようなクラックあるいは断線の発生に伴って、ソルダーレジスト層にもクラックが発生する場合が多い。
【００３８】
上記のような超音波によるクラックあるいは断線の発生は、ソルダーレジスト層１５の縁部１５ａから１０００μｍの領域（Ａ−２）で認められるが、１０００μｍを超える領域では、超音波によるクラックおよび断線の発生は認められなかった。
上述した試験は、用いた装置の最大出力で超音波をかけたため、ほぼ１００％に近い確立でクラックおよび断線の発生を再現することができたが、たとえば金線を用いた通常のワイヤーボンディングの際に用いる超音波は、上記で用いた超音波の出力と比較すると非常に小さい出力の超音波であるので、クラックあるいは断線が発生する確率は小さくなるが、クラックあるいは断線が生じたフィルムキャリア（不良品）について、クラックが発生した箇所あるいは断線箇所を電子顕微鏡を用いて粒子構造を観察してみると、上記と同様に電解銅の結晶粒が粗大化して丸みを帯びた状態に再結晶化しており、また、クラックあるいは断線が生ずる箇所も、上記のように配線パターンの縁部が急峻に変化する変曲点近傍である。
【００３９】
従って、その確率は低くなるけれども、配線パターンには、高出力の超音波をかけた場合と同様の現象が生じているのであり、電子部品との電気的接続を確保する際には、ボンディングスポットＢＳから一定の範囲内に形成する配線パターンを略直線状に形成することにより、クラックの発生および断線の発生を未然に防ぐことができ、これらに起因する不良率を低く抑えることができる。
【００４０】
電子部品実装用フィルムキャリアテープにおける配線パターンは、実装しようとする電子部品におけるバンプ電極の位置、および、フィルムキャリアにおける外部接続端子の位置を考慮して形成されるのが一般的であり、このような配線パターンにおけるクラックあるいは断線の発生原因について厳格な解析は行われてはいなかった。このため配線パターンを設計する際には、限られたスペース（絶縁フィルム上の配線パターン形成スペース）を如何に有効に利用するかという点に基づいて、配線パターンが形成されており、配線パターンの形状を決定するにあたり、クラックあるいは断線の発生確率が勘案されることはなかったし、また、用いる電解銅箔がある程度の厚さを有していれば、超音波による断線あるいはクラックの発生を勘案する必要性も存在していなかった。
【００４１】
しかしながら、昨今の電子部品の高密度実装の要請下に電解銅箔は、著しく薄くなっており、このような状況下では従来はクラックあるいは断線の発生には無関係であると考えられていた超音波さえもがクラックあるいは断線の発生要因となることがわかった。そして、本発明はこのような超音波に起因するクラックあるいは断線の発生を未然に防止することができる配線パターンを有する電子部品実装用フィルムキャリアテープである。本発明によれば電子部品を実装した後の回路不良の発生を予め回避することができる。
【００４２】
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープは、上記のように電子部品２１を実装する際に、電子部品２１とフィルムキャリアとを導電性金属細線２５を用いて超音波によりワイヤーボンディングするタイプであるが、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープは、図１〜３に示される電子部品実装用フィルムキャリアテープに限定されるものではない。たとえば、図９の（ａ）には、絶縁フィルム１１にスリットが形成されており、電子部品２１は絶縁フィルム１１の配線パターン１２が形成されていない面に配置され、スリット内に位置するバンプ電極２２は、ボンディングパット１３と導電性金属細線２５により電気的に接続される形態の電子部品実装用フィルムキャリアテープが示されている。このような電子部品実装用フィルムキャリアテープにおいても、導電性金属細線２５をボンディングパット１３に融着する際には超音波を使用することから、配線パターンを上述のように形成することにより同様の効果を奏する。
【００４３】
また、図９の（ｂ）には、デバイスホールを有する電子部品実装用フィルムキャリアテープが示されているが、この場合においても電子部品２１のバンプ電極２２とボンディングパット１３とは、超音波で導電性金属細線２５を融着することにより電気的接続を確立することから、配線パターンを上述のように形成することにより同様の効果を奏する。
【００４４】
なお、図９の（ａ），（ｂ）に示す電子部品実装用フィルムキャリアテープにおいて、図１におけるのと同一の部材には同一の付番を付してある。
さらに、電子部品を実装する際に、内部接続端子を電子部品のバンプ電極に直接当接させて内部接続端子に超音波をかけることによりバンプ電極に内部接続端子を直接接続させる電子部品実装用フィルムキャリアテープがあり、このような場合においても、配線パターンを上述のように形成することにより同様の効果を奏する。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープによれば、電子部品との間に電気的接続を確立する際に、内部接続端子に超音波をかけることによっても、配線パターンの断線あるいはクラックが発生しにくくなる。特に配線パターンを薄い電解銅箔を用いて形成した場合であっても、配線パターンに断線あるいはクラックが発生しにくい。
【００４６】
また、本発明によれば、ソルダーレジスト層にもクラックなどが生じにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープの一例を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープに形成された内部接続端子にワイヤーボンディングした状態を示す斜視図である。
【図３】図３は、ワイヤーボンディングした内部接続端子の部分を拡大して示す拡大平面図である。
【図４】図４は、図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５は、ボンディングパット近傍の配線パターンにおける、クラックあるいは断線の発生状況を示す図である。
【図６】図６は、ボンディングパット近傍の配線パターンにおける、クラックあるいは断線の発生状況を示す図である。
【図７】図７は、クラックあるいは断線が生じた部分の電解銅の粒子構造の断面の例を示す電子顕微鏡写真である。
【図８】図８は、電解銅の断面の粒子構造の例を示す電子顕微鏡写真である。
【図９】図９は、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープの他の態様を示す断面図である。
【図１０】図１０は、従来の電子部品実装用フィルムキャリアテープにおけるワイヤーボンディングの状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０・・・電子部品実装用フィルムキャリアテープ
１１・・・絶縁フィルム
１２・・・配線パターン
１３・・・内部接続端子（ボンディングパット）
１４・・・外部接続端子
１５・・・ソルダーレジスト層
１５ａ・・・ソルダーレジスト層の縁部
１６・・・配線
１８・・・ハンダボール孔
１９・・・スプロケットホール
２１・・・電子部品
２２・・・バンプ電極
２５・・・金線
２７・・・接着剤層
３０・・・ボンディングツール
４０・・・加熱用ステージ
ＢＳ・・・ボンディングスポット
８０・・・電子部品
８１・・・バンプ電極
８５・・・ソルダーレジスト層
８６・・・絶縁フィルム
８７・・・金線
８８・・・ボンディングパット
８９・・・フィルムキャリア
【図１】
2004165279.tif 000003
【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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【図８】
2004165279.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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