(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁フィルムの片面に銅箔を形成し、前記銅箔で配線回路を形成し、前記片面に形成された前記配線回路の一端部であって、前記配線回路の前記絶縁フィルムとは反対側の面に半導体接続用のワイヤボンディングパッドを形成するとともに、前記片面に形成された前記配線回路の他端部であって、前記配線回路の前記絶縁フィルムとは反対側の面に半田ボール取り付け用パッドを形成した半導体素子搭載用配線テープキャリアにおいて、
前記絶縁フィルムには半導体素子と前記ワイヤボンディングパッドとをワイヤボンディングするための接続用ウィンドウホールが形成され、
前記ワイヤボンディングパッドには、下地層としてのＮｉめっき層と、前記Ｎｉめっき層の上層としてのＡｕめっき層とが形成され、
前記半田ボール取り付け用パッドには、前記下地層を形成することなく、Ａｕめっき層が形成され、
前記ワイヤボンディングパッドと前記半田ボール取り付け用パッド以外の配線回路領域には、前記下地層を形成することなく、Ａｕめっきが施されていることを特徴とするテープキャリア。
【請求項２】
絶縁フィルムの片面に銅箔を形成し、前記銅箔で配線回路を形成し、前記片面に形成された前記配線回路の一端部であって、前記配線回路の前記絶縁フィルムとは反対側の面に半導体接続用のワイヤボンディングパッドを形成するとともに、前記片面に形成された前記配線回路の他端部であって、前記配線回路の前記絶縁フィルムとは反対側の面に半田ボール取り付け用パッドを形成した半導体素子搭載用配線テープキャリアにおいて、
前記絶縁フィルムには半導体素子と前記ワイヤボンディングパッドとをワイヤボンディングするための接続用ウィンドウホールが形成され、
前記ワイヤボンディングパッドには、下地層としてのＮｉめっき層と、前記Ｎｉめっき層の上層としてのＡｕめっき層とが形成され、
前記半田ボール取り付け用パッドには、前記下地層を形成することなく、Ｓｎめっき層が形成され、
前記ワイヤボンディングパッドと前記半田ボール取り付け用パッド以外の配線回路領域には、前記下地層を形成することなく、Ｓｎめっきが施されていることを特徴とするテープキャリア。
【請求項３】
絶縁フィルムの片面に銅箔を形成し、前記銅箔で配線回路を形成し、前記片面に形成された前記配線回路の一端部であって、前記配線回路の前記絶縁フィルムとは反対側の面に半導体接続用のワイヤボンディングパッドを形成するとともに、前記片面に形成された前記配線回路の他端部であって、前記配線回路の前記絶縁フィルムとは反対側の面に半田ボール取り付け用パッドを形成した半導体素子搭載用配線テープキャリアにおいて、
前記絶縁フィルムには半導体素子と前記ワイヤボンディングパッドとをワイヤボンディングするための接続用ウィンドウホールが形成され、
前記ワイヤボンディングパッドには、下地層としてのＮｉめっき層と、前記Ｎｉめっき層の上層としてのＡｕめっき層とが形成され、
前記半田ボール取り付け用パッドには、前記下地層を形成することなく、半田めっき層が形成され、
前記ワイヤボンディングパッドと前記半田ボール取り付け用パッド以外の配線回路領域には、前記下地層を形成することなく、半田めっきが施されていることを特徴とするテープキャリア。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のテープキャリアを用い、そのテープキャリアに半導体素子を搭載し、その半導体素子の電極とワイヤボンディングパッドとを金ワイヤによりワイヤボンディングし、また、半田ボール取り付け用パッドに半田ボールを溶融搭載したことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密電子部品であるテープキャリアおよびこれを用いた半導体装置に係わり、特に半田ボール取り付け用パッドを有する半導体素子搭載用配線テープキャリアとそれを用いたＢＧＡ型（Ball Grid Array ）の半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体素子搭載用配線テープキャリアの構造は、図５（ａ）に示すように、絶縁材料であるポリイミド樹脂フィルム１の片面に銅箔６で配線回路（銅箔パターン）を形成し、この配線回路の一端部に半導体接続用のワイヤボンディングパッド４を形成するとともに、他端部に半田ボール取り付け用パッド３を形成し、その半田ボール取り付け用パッド３の領域の配線回路面上に、電気的接続部位を残して絶縁皮膜２を形成する。そして、従来の半導体素子搭載用配線テープキャリアの構造では、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、上記ワイヤボンディングパッド４及び半田ボール取り付け用パッド３にはＮｉ／Ａｕめっきが施される。すなわち、下地層としてＮｉめっき層７が形成され、その上層としてＡｕめっき層８が形成される。
【０００３】
このテープキャリアが半導体素子搭載用配線テープとして用いられる形態では、テープキャリアのワイヤボンディングパッド４のパッド面に金ワイヤがワイヤボンディングされ、半田ボール取り付け用パッド３のランド面に半田ボールが搭載されて、ＢＧＡ型半導体装置のパッケージに加工される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の半導体素子搭載用配線テープでは、ワイヤボンディングパッド４にＮｉ／Ａｕめっきが施され、また、半田ボール取り付け用パッド３にもＮｉ／Ａｕめっきが施されていた。
【０００５】
一般的に金ワイヤボンディングの際には、パッド面の金めっき上に金ワイヤを超音波加熱接合させる。そのため、剛性の高いフレーム材にはこの方法は適していると考えられるが、テープキャリアはリードフレーム材と比較して軟質材であるため、ボンディング荷重や超音波出力はポリイミド樹脂に吸収され、めっき膜自体には効率よく伝達しない。そのため、テープキャリアに金ワイヤボンディングを行う場合、リードフレーム材に金ワイヤボンディングした場合のワイヤピール強度と比較すると劣ってしまう。
【０００６】
したがって、テープキャリアは金ワイヤボンディングを行う材質としては適していない。そこで、良好なワイヤボンディング性とするにはＡｕめっき厚をある一定以上に厚くしなければならない。
【０００７】
一方、半田ボールの接合信頼性を保つためには、半田ボール搭載後のＡｕの半田に対する重量濃度を一定以下にしなければならない。そのため、使用する半田ボールサイズが小さいものは、Ａｕの半田に対する重量濃度を一定以下に保つため、Ａｕめっき厚を薄くしなければならなくなる。
【０００８】
しかるに、従来のテープキャリアは、ワイヤボンディングパッドと半田ボール取り付け用パッドが同時にめっき処理されていたことから、ワイヤボンディングパッドと半田ボール取り付け用パッドの双方にＮｉ／Ａｕめっきが施されており、ワイヤボンディング性と半田ボールの接合信頼性の双方を良好にすることが困難であった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、半田ボール接合強度の信頼性が高く、且つワイヤボンディング性に優れたＢＧＡ用テープキャリアおよびこれを用いた半導体装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るテープキャリアは、絶縁フィルムの片面に銅箔を形成し、前記銅箔で配線回路を形成し、前記片面に形成された前記配線回路の一端部であって、前記配線回路の前記絶縁フィルムとは反対側の面に半導体接続用のワイヤボンディングパッドを形成するとともに、前記片面に形成された前記配線回路の他端部であって、前記配線回路の前記絶縁フィルムとは反対側の面に半田ボール取り付け用パッドを形成した半導体素子搭載用配線テープキャリアにおいて、前記絶縁フィルムには半導体素子と前記ワイヤボンディングパッドとをワイヤボンディングするための接続用ウィンドウホールが形成され、前記ワイヤボンディングパッドには、下地層としてのＮｉめっき層と、前記Ｎｉめっき層の上層としてのＡｕめっき層とが形成され、前記半田ボール取り付け用パッドには、前記下地層を形成することなく、Ａｕめっき層が形成され、前記ワイヤボンディングパッドと前記半田ボール取り付け用パッド以外の配線回路領域には、前記下地層を形成することなく、Ａｕめっきが施されていることを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
本発明によれば、半田ボール取り付け用パッドにはＡｕめっきのみ施されることになる。図２に示すように、Ｎｉ／Ａｕめっきを施した従来の場合、半田ボールの接合信頼性を保つためには、半田ボール搭載後のＡｕの半田に対する重量濃度を一定以下にしなければならない。そのため、使用する半田ボールサイズが小さいものは、Ａｕの半田に対する重量濃度を一定以下に保つため、Ａｕめっき厚を薄くしなければならなくなる。すなわち、Ｎｉ／Ａｕめっきを施した従来のものは、Ａｕめっき厚が厚くなると信頼性試験後の半田ボール接合強度が低下するが、本発明のＡｕめっきのみの場合は、Ａｕめっき厚が厚くなっても信頼性試験後の半田ボール接合強度が低下しない。そのためＡｕめっき厚を厚くすることができ、良好なワイヤボンディング性を得ることができる。
【００１２】
またワイヤボンディングパッドにＮｉ／Ａｕめっきをし、半田ボール取り付け用パッドには、Ａｕめっき層の代わりにＳｎめっき層を形成し（請求項２）、または、Ａｕめっき層の代わりに半田めっき層を形成しても（請求項３）、同様に半田ボール接合強度の信頼性が高くかつワイヤボンディング性に優れたテープキャリアが得られる。
【００１３】
これらのテープキャリアを用い、そのテープキャリアに半導体素子を搭載し、その半導体素子の電極とワイヤボンディングパッドとを金ワイヤによりワイヤボンディングし、また、半田ボール取り付け用パッドに半田ボールを溶融搭載することにより、半田ボール接合強度の信頼性が高く、且つワイヤボンディング性に優れたＢＧＡパッケージが製造される（請求項４）。
【００１４】
＜発明の要点＞
ＴＡＢテープの銅箔は薄い材質のものであるため極めて柔らかく、銅箔の上に直接ワイヤボンディングすることは困難であることから、銅箔上のワイヤボンディング部には、より硬い物質である下地ニッケルめっきを施す必要がある。
【００１５】
従来、ＴＡＢテープキャリアは同時にめっき処理されていたことから、ＴＡＢテープキャリアの半田ボール搭載部（ランド）には、下地ニッケルめっきが施された後、さらに最表層として金めっきが施されていた。この構成による場合、一般にニッケルめっきは酸化皮膜を形成しやすいという性質を有することから、金めっきの半田溶融反応が著しく抑制されてしまい、長期熱エージング後に半田ボール付性が低下してしまう。
【００１６】
そこで、上記不利益を回避する観点から、本発明のポイントは、当該ランドに下地ニッケルめっきを形成することなく、直接金めっきを施した点にある。
【００１７】
尚、本発明では、金めっきの代わりとして錫めっきがランドに施された形態を含むが、これは予めランドに錫を形成することにより半田ボール付性をさらに向上するというものである。つまり、半田ボール自体が錫と鉛の合金から成ることから、予めランドに同一金属である錫をめっきすることにより、接合性を向上するというものである。俗にいう「むかえ半田」と同じ意味あいのものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００１９】
＜実施形態１＞
図１（ａ）は第１の実施形態に係るテープキャリア（半導体素子搭載用配線テープ）を示したものであり、（ｂ）はそのＡ部の詳細図、（ｃ）はＢ部の詳細図である。
【００２０】
このテープキャリアは、絶縁材料であるポリイミド樹脂フィルム１の片面に銅箔６で配線回路（銅箔パターン）を形成し、この配線回路の一端部に半導体接続用のワイヤボンディングパッド４を形成するとともに、他端部に半田ボール取り付け用パッド３を形成し、半田ボール取り付け用パッド３の領域の配線回路面上にソルダーレジストから成る絶縁皮膜２を形成し、さらに半導体素子とワイヤボンディングを行うための接続用ウインドウホール部５を形成した半導体素子搭載用配線テープキャリアであって、ワイヤボンディングパッド４にＮｉ／Ａｕめっきを施し、半田ボール取り付け用パッド３にＡｕめっきを施した構造のものである。すなわち、図１（ｂ）に示すようにワイヤボンディングパッド４に下地層としてＮｉめっき層７を形成し、且つその上層としてＡｕめっき層８を形成し、また、図１（ｃ）に示すように、半田ボール取り付け用パッド３にＡｕめっき層８を形成している。
【００２１】
このテープキャリアは、次のようにして製造される。まず、ポリイミド樹脂フィルム１上に銅箔６で配線回路（銅箔パターン）を形成し、ワイヤボンディングパッド４以外の銅箔パターン上に剥離可能なレジストフィルムを貼付け、ワイヤボンディングパッド４にＮｉめっきを施してＮｉめっき層７を形成する。その後、レジストフィルムを剥離し、銅箔パターン全体にＡｕめっきを施してＡｕめっき層８を形成する。
【００２２】
このテープキャリアによれば、半田ボール取り付け用パッド３にはＡｕめっき層８のみが形成されることになる。図２に示すように、Ｎｉ／Ａｕめっきを施したものは、Ａｕ濃度を一定以下にしないと所定の半田ボールシェア強度が得られないため、Ａｕめっき厚が厚くなると、信頼性試験後の半田ボール接合強度が低下する。これに対し、Ａｕめっきのみの場合は、Ａｕ濃度を一定以下にしなくても所定の半田ボールシェア強度が得られるため、Ａｕめっき厚を厚くしても、信頼性試験後の半田ボール接合強度が低下しない。そのためワイヤボンディングパッド４のＡｕめっき層８の厚さを厚くすることができ、良好なワイヤボンディング性を得ることができる。
【００２３】
＜実施形態２＞
図３（ａ）は第２の実施形態に係るテープキャリアを示したものであり、（ｂ）はそのＡ部の詳細図、（ｃ）はＢ部の詳細図である。
【００２４】
このテープキャリアは、絶縁材料であるポリイミド樹脂フィルム１の片面に銅箔６で配線回路（銅箔パターン）を形成し、この配線回路の一端部に半導体接続用のワイヤボンディングパッド４を形成するとともに、他端部に半田ボール取り付け用パッド３を形成し、半田ボール取り付け用パッド３の領域の配線回路面上にソルダーレジストから成る絶縁皮膜２を形成し、さらに半導体素子とワイヤボンディングを行うための接続用ウインドウホール部５を形成した半導体素子搭載用配線テープキャリアであって、ワイヤボンディングパッド４にＮｉ／Ａｕめっきを施し、半田ボール取り付け用パッド３にＳｎめっきを施した構造のものである。すなわち、図３（ｂ）に示すようにワイヤボンディングパッド４に下地層としてＮｉめっき層７を形成し、且つその上層としてＡｕめっき層８を形成し、また、図３（ｃ）に示すように、半田ボール取り付け用パッド３にＳｎめっき層９を形成している。
【００２５】
このテープキャリアは、次のようにして製造される。まず、ポリイミド樹脂フィルム１上に銅箔６で配線回路（銅箔パターン）を形成し、ワイヤボンディングパッド４以外の銅箔パターン上に剥離可能なレジストフィルムを貼付け、ワイヤボンディングパッド４にＮｉ／Ａｕめっきを施して、下地層のＮｉめっき層７と上層のＡｕめっき層８を形成する。その後、レジストフィルムを剥離し、ワイヤボンディングパッド４に剥離可能なレジストフィルムを貼付け、Ｓｎめっきを施してＳｎめっき層９を形成する。
【００２６】
このテープキャリアによれば、半田ボール取り付け用パッド３にはＳｎめっき層９のみが形成されることになり、良好な半田ボール接合強度を得ることができる。また、ワイヤボンディングパッド４のＡｕめっき層８の厚さを厚くすることができるため、良好なワイヤボンディング性を得ることができる。
【００２７】
＜実施形態３＞
図４（ａ）は第３の実施形態に係るテープキャリアを示したものであり、（ｂ）はそのＡ部の詳細図、（ｃ）はＢ部の詳細図である。
【００２８】
このテープキャリアは、絶縁材料であるポリイミド樹脂フィルム１の片面に銅箔６で配線回路（銅箔パターン）を形成し、この配線回路の一端部に半導体接続用のワイヤボンディングパッド４を形成するとともに、他端部に半田ボール取り付け用パッド３を形成し、半田ボール取り付け用パッド３の領域の配線回路面上にソルダーレジストから成る絶縁皮膜２を形成し、さらに半導体素子とワイヤボンディングを行うための接続用ウインドウホール部５を形成した半導体素子搭載用配線テープキャリアであって、ワイヤボンディングパッド４にＮｉ／Ａｕめっきを施し、半田ボール取り付け用パッド３に半田めっきを施した構造のものである。すなわち、図４（ｂ）に示すようにワイヤボンディングパッド４に下地層としてＮｉめっき層７を形成し、且つその上層としてＡｕめっき層８を形成し、また、図４（ｃ）に示すように、半田ボール取り付け用パッド３に半田めっき層１０を形成している。
【００２９】
このテープキャリアは、次のようにして製造される。まず、ポリイミド樹脂フィルム１上に銅箔６で配線回路（銅箔パターン）を形成し、ワイヤボンディングパッド４以外の銅箔パターン上に剥離可能なレジストフィルムを貼付け、ワイヤボンディングパッド４にＮｉ／Ａｕめっきを施し、下地層のＮｉめっき層７と上層のＡｕめっき層８を形成する。その後、レジストフィルムを剥離し、ワイヤボンディングパッド４に剥離可能なレジストフィルムを貼付け、半田めっきを施して半田めっき層１０を形成する。
【００３０】
このテープキャリアによれば、半田ボール取り付け用パッド３には半田めっき層１０のみが形成されることになり、良好な半田ボール接合強度を得ることができる。また、ワイヤボンディングパッド４のＡｕめっき層８の厚さを厚くすることができるため、良好なワイヤボンディング性を得ることができる。
【００３１】
上記図１〜図４の実施形態によれば、半田ボール接合強度の信頼性が高く、且つワイヤボンディング性に優れたＢＧＡ用フレックス基板が提供される。
【００３２】
上記実施形態の半導体素子搭載用配線テープを用いて半導体装置を構成する場合は、上記図１、図３又は図４のテープキャリアに半導体素子（チップ）を搭載し、そのテープキャリアのウインドウホール部５を通してワイヤボンディングパッド４と半導体素子の電極とを金ワイヤによりワイヤボンディングし、また、半田ボール取り付け用パッド３に半田ボールを溶融搭載する。そしてワイヤボンディング部を樹脂で封止する。かくして、半田ボール接合強度の信頼性が高く、且つワイヤボンディング性に優れたＢＧＡパッケージが製造される。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明してきた通り、本発明によれば、半導体素子搭載用配線テープキャリアのワイヤボンディングパッドにはＮｉ／Ａｕめっきを施し、半田ボール取り付け用パッドには、Ａｕめっき、Ｓｎめっき、半田めっきのいずれか１つを施す構成としたので、半田ボール接合強度の信頼性が高く、且つワイヤボンディング性に優れたＢＧＡ用テープキャリアおよびこれを用いたＢＧＡ型パッケージを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るテープキャリアを示す図である。
【図２】信頼性試験後のＡｕめっき厚と半田ボール接合性の関係を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るテープキャリアを示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るテープキャリアを示す図である。
【図５】従来の半導体素子搭載用配線テープを示す図である。
【符号の説明】
１  ポリイミド樹脂フィルム
２  絶縁皮膜
３  半田ボール取り付け用パッド
４  ワイヤボンディングパッド
５  ウインドウ部
６  銅箔（銅箔パターン）
７  Ｎｉめっき層
８  Ａｕめっき層
９  Ｓｎめっき層
１０  半田めっき層
【図１】
0004123719.tif 000002
【図２】
0004123719.tif 000003
【図３】
0004123719.tif 000004
【図４】
0004123719.tif 000005
【図５】
0004123719.tif 000006