(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部接続用のはんだボールが搭載されるボール用開口部を有する耐熱性および絶縁性のベースフィルムの片面に前記ボール用開口部に露出して前記はんだボールが搭載されるランドを有する配線層を形成して配線テープとなし、その配線テープの配線層側の面にエラストマ層を形成するＢＧＡ用配線テープの製造方法において、前記配線テープの配線層側の面に接着剤を介してエラストマ層用の材料を配置し、加熱環境の下に前記エラストマ層用の材料を含む配線テープ全体に押圧力を加えることにより、前記エラストマ層用材料を前記配線テープに接着すると共に、前記配線テープのランドを前記ボール用開口部内に突出変形させることを特徴とするＢＧＡ用配線テープの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体集積回路用配線基板およびこの配線基板を使用した半導体装置に関し、特にボンディングワイヤを用いないで配線テープのインナーリードと半導体チップの電極を接続して小型化を実現する形式のＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）用配線テープおよびこの配線テープに半導体チップを搭載したＢＧＡパッケージの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の高性能化とともに、半導体パッケージの小型、軽量、薄型化の動きが急ピッチで進んでいる。これに伴い、狹ピッチ、軽量小型を実現するのに容易なフレキシブル配線基板に応力緩和用弾性樹脂層を設けて半導体チップを搭載したＢＧＡ半導体パッケージが開発され実用化されている。この形式では、ボンディングワイヤを用いることなく配線基板のインナーリードを半導体チップの電極に直接接続して半導体装置を構成している。
【０００３】
図４は、従来の配線基板を使用した半導体パッケージを示している。
配線基板１は、ベースフィルム２、ボール用開口部３、インナーリード４、引き回し配線５、ランド６、および引き回し配線５の側にシリコーン樹脂などの接着剤により貼り付けられたエラストマ層１０を有する。この配線基板１のインナーリード４、引き回し配線５、およびランド６は、例えばベースフィルム２に接着剤を用いて貼りつけた銅箔をエッチングすることによって形成される。
配線基板１には、エラストマ層１０の側に半導体チップ１１が搭載される。ボール用開口部３には、ランド６に接続するためのはんだボール８が乗せられ、後で行うはんだボールのリフロー工程に於いて、はんだボール８がランド６に溶融接合される。
半導体チップ１１のチップ電極１２と、配線基板１のインナーリード４は、電気的に接続されたのち、この電気的な接続部分は、ベースフィルム２とエラストマ層１０と半導体チップ１１に接する形の液状エポキシ樹脂等の封止剤１３によって埋められ、密封した半導体パッケージが構成される。
図５は、図４の半導体パッケージの平面図である。
【０００４】
図６は、従来の配線基板に、はんだボールを乗せたときの状態（部分断面の拡大図）を示している。
配線基板１は、ベースフィルム２、ボール用開口部３、引き回し配線５、ランド６、および引き回し配線５の側にシリコーン樹脂などの接着剤により貼り付けられたエラストマ層１０を有する。（なお、図６の配線基板は、半導体チップのチップ電極に接続するインナーリードの図示を省略している。）
配線基板１のボール用開口部３には、はんだボール搭載装置などを用いて供給されるはんだボール８が乗せられ、ランド６にフラックスによって仮固定されている。仮固定されているはんだボール８は、その後、リフロー工程で溶融されてはんだボ―ル８がランド６に接合されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の配線基板（図６）の構成によると、ボール用開口部とランドとはんだボールの間には、つぎのような課題があることが判った。
すなわち、複数のランド６に対応する複数のボール用開口部３を形成しているベースフィルム２は、小型化と高密度化のため、ランド６が出来るだけ小さくなるように設計される。このため、ボール用開口部３の径も小さくなり、はんだボール８とボール用開口部３の径の寸法公差が厳しい状態に置かれる。
その結果、ボール用開口部３に乗せるはんだボール８の径が、ボール用開口部３の径より若干大きい場合、または、ボール用開口部３の径が、はんだボール８の径より若干小さい場合は、乗せるはんだボール８がボール用開口部３の入口に接触して、はんだボール８がランド６から浮いた状態で搭載されてしまい、はんだボール８のリフロー工程に於いて、溶融したはんだボール８がランド６にうまく接合しないはんだ未接触部９が生じ、このため、ランド６とはんだボール８の間のはんだ接続が十分でないという問題が発生し、半導体パッケージ（図４）の電気回路の信頼性に影響することが判明した。
【０００６】
それ故、本発明の目的は、配線テープのランドの間隔が狭く設計されたり、ランドの径が小さくなるように設計されたりする場合においても、配線テープのボール用開口部に乗せられたはんだボールが、リフロー工程に於いて適正にランドに溶融接続することが可能なＢＧＡ用配線テープの製造方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、配線テープに搭載した半導体チップのチップ電極に接続される外部接続用のはんだボールが、確実にランドに溶融接続されて、電気回路の信頼性を向上させたＢＧＡ用配線テープの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、外部接続用のはんだボールが搭載されるボール用開口部を有する耐熱性および絶縁性のベースフィルムの片面に前記ボール用開口部に露出して前記はんだボールが搭載されるランドを有する配線層を形成して配線テープとなし、その配線テープの配線層側の面にエラストマ層を形成するＢＧＡ用配線テープの製造方法において、前記配線テープの配線層側の面に接着剤を介してエラストマ層用の材料を配置し、加熱環境の下に前記エラストマ層用の材料を含む配線テープ全体に押圧力を加えることにより、前記エラストマ層用材料を前記配線テープに接着すると共に、前記配線テープのランドを前記ボール用開口部内に突出変形させることを特徴とするＢＧＡ用配線テープの製造方法を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態により作製されたＢＧＡ用配線テープに、はんだボールを乗せたときの状態（部分断面の拡大図）を示している。
配線テープ１は、ボール用開口部３を有する耐熱性に富む電気絶縁性のベースフィルム２の片面に、引き回し配線５、ランド６、および引き回し配線５の側にシリコーン樹脂などの接着剤により貼り付けられたエラストマ層１０を有する。（なお、図１の配線テープは、半導体チップのチップ電極に接続するインナーリードの図示を省略している。また、配線テープのインナーリード、ランド、およびインナーリードとランドを接続する引き回し配線は、例えばベースフィルムに接着剤を用いて貼りつけた銅箔をエッチングすることによって形成される。）
配線テープ１のベースフィルム２に形成したボール用開口部３に位置するランド６には、ボール用開口部３側に隆起した隆起部７が形成されている。
配線テープ１のボール用開口部３には、はんだボール搭載装置などを用いて供給されるはんだボール８が乗せられ、フラックスによってランド６に仮固定される。その後、はんだボール８は、リフロー工程で溶融されて、はんだボール８がランド６に接合されることになる。
【００１０】
図１に示した実施の形態の配線テープ１によると、半導体チップのチップ電極に接続するための複数のインナーリード（図示省略）に接続されるとともに、外部接続用の複数のはんだボール８に接続される複数のランド６に接続されている所定のパターンで形成された引き回し配線５を片面に有するベースフィルム２には、ランド６が存在する位置にボール用開口部３を有し、引き回し配線５側には接着されたエラストマ層１０を有し、さらにボール用開口部３に位置するランド６には、ボール用開口部３側に隆起した隆起部７を備えている。
このボール用開口部３に位置するランド６に形成されているボール用開口部３側に隆起した隆起部７の存在によって、ボール用開口部３に乗せたはんだボール８が、その後のリフロー工程で溶融されて、はんだボール８がランド６にうまく接合されることになり、配線テープ１のボール用開口部３に乗せられたはんだボール８が、リフロー工程に於いて適正にランド６に溶融接続することが実現されることになる。
【００１１】
図２は、本発明の実施の形態によるＢＧＡ用配線テープの製造方法を示している。
この実施の形態では、ボール用開口部３を有する耐熱性に富む電気絶縁性のベースフィルム２の片面に、インナーリード４、ランド６、およびインナーリード４とランド６を接続する引き回し配線５を有し、引き回し配線５の側にシリコーン樹脂あるいはエポキシ樹脂系樹脂などの接着剤により貼り付けるエラストマ層１０を有する配線テープ１が準備される。
準備した配線テープ１は、加熱ステージ１６に載せて加熱ツール１５により挟み、加熱した環境の下で、加熱ツール１５によってエラストマ層１０を含む配線テープ１全体に押圧力を加える。
【００１２】
図２において、エラストマ層１０に押圧力が加えられると、例えば、１３０℃前後に加熱された環境の下では、引き回し配線５側に配置してあるエラストマ層１０を接着剤により引き回し配線５に貼り付けることができるとともに、エラストマ層１０は、加熱環境の下で膨張し、その盛り上がりによる膨らみの逃げは、ボール用開口部３側にランド６を盛り上げる。これにより、ボール用開口部３に位置するランド６には、ボール用開口部３側に隆起した隆起部７の構成が実現される。
【００１３】
図３は、本発明の実施の形態によるＢＧＡ用配線テープの製造方法により作製されたＢＧＡ用配線テープを使用したＢＧＡパッケージを示している。
配線テープ１は、ボール用開口部３を有する耐熱性に富む電気絶縁性のベースフィルム２の片面に、インナーリード４、ランド６、およびインナーリード４とランド６を接続する引き回し配線５を有するとともに、引き回し配線５の側にシリコーン樹脂などの接着剤により貼り付けられたエラストマ層１０を有する。
配線テープ１のインナーリード４、引き回し配線５、およびランド６は、例えばベースフィルム２に接着剤を用いて貼りつけた銅箔をエッチングすることによって形成される。
また、ボール用開口部３に位置する前記ランド６には、ボール用開口部３側に隆起した隆起部７が形成されている。
配線テープ１には、エラストマ層１０の側に半導体チップ１１が搭載される。ボール用開口部３には、ボール搭載装置などを用いて供給されるランド６に接続するためのはんだボール８が乗せられ、後で行うはんだボールのリフロー工程に於いて、はんだボール８がランド６に溶融接合される。
半導体チップ１１のチップ電極１２と、配線テープ１のインナーリード４は、電気的に接続されたのち、この電気的な接続部分は、ベースフィルム２とエラストマ層１０と半導体チップ１１に接する形の液状エポキシ樹脂等の封止剤１３によって埋められ、密封した半導体パッケージが構成されている。
【００１４】
図３に示したＢＧＡパッケージによると、半導体チップ１１と、半導体チップ１１の複数のチップ電極１２に接続された複数のインナーリード４および複数のインナーリード４を外部回路へ接続する複数のランド６に接続されている所定のパターンで形成された引き回し配線５を片面に備えたベースフィルム２と，ベースフィルム２のランド６が存在する位置に設けられたボール用開口部３と、半導体チップ１１を引き回し配線５側に接着するエラストマ層１０と、ベースフィルム２の複数のランド６に電気的に接続された外部接続用のはんだボール８と、複数のインナーリード４と複数のチップ電極１２との接続部分を密封する封止剤１３を有する。さらに、ボール用開口部３に位置するランド６には、ボール用開口部３側に隆起した隆起部７が形成されているとともに、ボール用開口部３に乗せられたはんだボール８が、リフロー工程によって溶融されランド６に接合されてＢＧＡパッケージが構成される。
【００１５】
図３のＢＧＡパッケージによると、配線テープのランドの間隔が狭く設計されたり、ランドの径が小さくなるように設計された場合においても、ボール用開口部に位置するランドには、ボール用開口部側に隆起した隆起部が形成されているため、配線テープのボール用開口部に乗せられたはんだボールが、リフロー工程に於いて適正にランドに溶融接続することが可能なＢＧＡパッケージが実現される。
【００１６】
本発明の実施の形態において、配線テープのベースフィルムとしては、例えば可撓性、耐熱性等を有し、取扱いが容易で、厚みの均一性に優れたポリイミド等の絶縁性プラスチックフィルムが適している。
配線テープの引き回し配線、ランド、インナーリードなどの配線パターンを構成する材料としては、銅箔などの金属フィルムが使用される。銅箔は、例えば、銅箔に所定の接着剤付ベースフィルムを貼着させた後、ホトリソグラフィプロセスおよびエッチング処理を施すことによって、インナーリード、はんだボール形成用のランド、これらインナーリードとランドをつなぐ引き回し配線を含む配線パターンからなる配線層を形成することができる。
【００１７】
本発明の実施の形態において、弾性の樹脂のエラストマ層は、搭載する半導体チップと配線テープの熱膨張差により生じる熱応力を緩和する目的で用いられるから、このエラストマ層の材質としては、弾性の顕著な高分子物質、例えば、エポキシ樹脂などの合成樹脂系、架橋した合成ゴム系など、エラストマまたはプラストマなどの弾性の樹脂材が適している。
また、チップ電極とインナーリードの接続部分を密封する封止剤としては、エポキシ樹脂等の熱硬化型の液状樹脂を用いることができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のＢＧＡ用配線テープの製造方法によると、ボール用開口部に位置するランドには、ボール用開口部側に隆起した隆起部が形成されることになるから、配線テープのランドの間隔が狭く設計されたり、ランドの径が小さくなるように設計されたりする場合においても、配線テープのボール用開口部に乗せられたはんだボールが、リフロー工程に於いて適正にランドに溶融接続することが可能なＢＧＡ用配線テープの製造方法を提供することができる。
【００１９】
また、本発明のＢＧＡ用配線テープの製造方法によると、ボール用開口部に位置するランドには、ボール用開口部側に隆起した隆起部が形成されることにより、配線テープに搭載した半導体チップのチップ電極に接続される外部接続用のはんだボールが、確実にランドに溶融接続されて、電気回路の信頼性を向上させたＢＧＡ用配線テープを提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるＢＧＡ用配線テープの製造方法により作製されたＢＧＡ用配線テープを示す横断面図。
【図２】本発明の実施の形態によるＢＧＡ用配線テープの製造方法を示す断面説明図。
【図３】本発明の実施の形態によるＢＧＡ用配線テープの製造方法により作製されたＢＧＡ用配線テープを使用したＢＧＡパッケージを示す断面説明図。
【図４】従来の技術による半導体パッケージを示す断面説明図。
【図５】図４の半導体パッケージの平面図。
【図６】従来の配線基板にはんだボールを乗せたときの拡大説明図。
【符号の説明】
１  配線テープ（配線基板）
２  ベースフィルム
３  ボール用開口部
４  インナーリード
５  引き回し配線
６  ランド
７  隆起部
８  はんだボール
９  はんだ未接触部
１０  エラストマ層
１１  半導体チップ
１２  チップ電極
１３  封止剤
１５  加熱ツール（加圧側）
１６  加熱ステージ
【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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