(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の樹脂フィルムから成るテープ基材の片面に銅箔を貼り合わせ、該銅箔をフォトエッチングすることによりＣＯＦ接続のためのリードを含む配線パターンを形成し、その配線パターン上の前記ＣＯＦ接続のためのリードを除いた領域をソルダレジスト膜で保護すると共に前記ソルダレジスト膜から露出された前記ＣＯＦ接続のためのリード領域にＳｎ、Ｎｉ、Ａｕ等のめっきを施したＴＡＢテープキャリアにおいて、
前記銅箔として前記テープ基材と反対側の面における最大あらさが２．０μｍ以上８μｍ以下に制御された銅箔を用いてなることを特徴とするテープキャリア。
【請求項２】
前記テープ基材がポリイミド樹脂フィルムから成ることを特徴とする請求項１に記載のテープキャリア。
【請求項３】
前記銅箔が２〜１８μｍ厚さの電解あるいは圧延箔から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のテープキャリア。
【請求項４】
前記配線パターン上に無電解めっきまたは電気めっきが施されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のテープキャリア。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のテープキャリアを用い、該テープキャリアに半導体素子を搭載し、半導体素子の外部引きだし用電極上に形成された突起型電極に前記テープキャリアのＣＯＦ接続のためのリードを加熱ボンディングツールで熱圧着させ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、液晶用及びＣＳＰ（Chip Scale Package）用ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープや、プリンタ用あるいはＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）用ＴＡＢテープなどのテープキャリア、特にＣＯＦ（Chip on Film）接続のためのＴＡＢテープキャリアとそれを用いた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＴＡＢテープキャリアは、９〜３５μｍ厚さの銅箔をロールラミネート・キュア後、フォトレジストをコートしてプレキュアを行い露光して現像、ポストキュアした後、銅箔のエッチングを行い、リードを含む配線パターンを形成した後に、液状のフォトソルダレジストあるいはエポキシ系ソルダレジストを印刷コートして露光・現像しあるいはポストベークを行い、配線パターン上に絶縁保護膜層を形成していた。
【０００３】
さらに、このＴＡＢテープキャリアを用いて半導体装置パッケージを組み立てるには、図７に示すように、ボンディング治具２９及びボンディング・ステージ３０を用い、搭載した半導体素子２５の外部引きだし用電極上に形成された突起型電極（Ａｕバンプ２６）に、前記ＴＡＢテープキャリアの銅箔２の配線パターンの一部として形成したＳｎめっき２１の施されたリードを、加熱ボンディングツール（ボンディング治具２９）で熱圧着させるＣＯＦ接続構造としていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般にＴＡＢテープキャリアは、銅箔が９〜３５μｍ厚さのものをラミネート・キュア後、液状のフォトレジストを塗布し、所定の露光・現像を経てエッチングし、銅箔パターンを形成している。
【０００５】
このフォトレジストを塗布する銅箔パターンの表面は平滑であり、その最大あらさが２．０μｍ未満となっている。このことは、次のような長所と欠点として現れる。
【０００６】
まず長所としては、フォトレジスト面（銅箔の表面）のあらさが小さく平滑（最大あらさＲｚ＝２．０μｍ未満）であることから、１８μｍ厚さの銅箔を使用しても微細なパターン（５０μｍピッチ）を均一にエッチングすることができ、５０〜６０μｍ配線ピッチでは歩留が良く、液晶あるいはＣＳＰ用のＴＡＢテープキャリアの製造の生産性が高い。
【０００７】
しかしながら、欠点として、半導体素子の外部引きだし用電極上に形成された突起型電極（Ａｕバンプ）に前記ＴＡＢテープキャリアのリードを加熱ボンディングツールで熱圧着させるＣＯＦ接続構造では、突起型電極（Ａｕバンプ）と前記ＴＡＢテープキャリアのリード表面のあらさが平滑のため、加圧時の摩擦が少なく、熱圧着の強度が小さくなって安定しないとう課題があった。
【０００８】
すなわち、銅箔表面のあらさが平滑（最大あらさＲｚ＝２．０μｍ未満）の場合、加圧時にリードの平滑な表面が、Ａｕバンプの上を滑り変形して、接合強度のばらつきが大きく、接合の信頼性が悪かった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、加圧時の摩擦が大きく熱圧着による高い接合強度が得られるＣＯＦ用テープキャリア及びそ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、本発明は、次のように構成したものである。
【００１１】
（１）請求項１の発明は、絶縁性の樹脂フィルムから成るテープ基材の片面に銅箔を貼り合わせ、該銅箔をフォトエッチングすることによりＣＯＦ接続のためのリードを含む配線パターンを形成し、その配線パターン上の前記ＣＯＦ接続のためのリードを除いた領域をソルダレジスト膜で保護すると共に前記ソルダレジスト膜から露出された前記ＣＯＦ接続のためのリード領域にＳｎ、Ｎｉ、Ａｕ等のめっきを施したＴＡＢテープキャリアにおいて、前記銅箔として前記テープ基材と反対側の面における最大あらさが２．０μｍ以上８μｍ以下に制御された銅箔を用いてなることを特徴とする。この場合、前記テープ基材はポリイミド樹脂フィルムから構成するとよい（請求項２）。
【００１２】
本発明においては、微細パターンＣＯＦ用のＴＡＢテープキャリアの構造として、前記銅箔が２〜１８μｍ厚さの電解あるいは圧延箔から成ることが好ましい（請求項３）。
【００１３】
また、本発明においては、前記配線パターン上に無電解めっきまたは電気めっきが施されている構成（請求項４）とするのが好ましい。
【００１４】
（２）請求項５の発明に係る半導体装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のテープキャリアを用い、該テープキャリアに半導体素子を搭載し、半導体素子の外部引きだし用電極上に形成された突起型電極（Ａｕバンプ）に前記テープキャリアのＣＯＦ接続のためのリードを加熱ボンディングツールで熱圧着させたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の要点は、上記した従来の問題を解決するため、銅箔２〜１８μｍ厚さの光沢表面、すなわち銅箔パターン表面の最大あらさが２．０μｍ以上８μｍ以下である「あらさの大きい箔」を使用するものであり、これにより、加圧時には、リードの荒れた表面が、Ａｕバンプの上を滑ることとなり、リードの荒れた表面が摩擦変形して接合強度のばらつきを減少させる。従って、安定した接合強度を保持することができ、接合強度の信頼性を高める。その結果、本発明のＴＡＢテープキャリアによれば、ＣＯＦの接続構造における接続信頼性及び歩留の改善と生産性を向上させることができる。
【００１６】
＜作用（要点の補足説明）＞
銅箔２〜１８μｍ厚さの光沢表面、すなわち、あらさの大きい箔を使用することにより、加圧時にリードの荒れた表面がＡｕバンプの上を滑る際に摩擦変形して、接合強度のばらつきを減少させ、安定した接合強度を保持するようになり、接合強度の信頼性が高くなる。
【００１７】
図１は、ボンディング治具２９及びボンディング・ステージ３０を用いて、搭載した半導体素子２５の外部引きだし用電極上に形成された突起型電極（Ａｕバンプ２６）に、ＴＡＢテープキャリアの銅箔２の配線パターンの一部として形成したＳｎめっき２１の施されたリードを、加熱ボンディングツール（ボンディング治具２９）で熱圧着させる場合を示している。図中、２２はポリイミド樹脂フィルムとして東レデュポン株式会社製の商品名「カプトンＥＮ」を用いたテープ基材である。
【００１８】
従来の図７のように、リード（銅箔２）の表面が平滑の場合、加圧時にＡｕバンプ２６の上を滑るため、熱圧着の強度が小さくなって安定しない。
【００１９】
これに対し、本発明の場合は、図１（ａ）のように、リード（銅箔２）が荒れた表面を有しているため、加圧時にリードがＡｕバンプ２６の上を滑る際に、摩擦変形しながら局部溶着する。すなわち、図１（ｂ）のように、銅箔２及びＡｕバンプ２６が塑性流動３１し、対接する部分が強く接合される。このため、接合強度のばらつきを減少させ、安定した熱圧着の接合強度を保持する。
【００２０】
【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。
【００２１】
＜実施形態１＞
図３に本発明のＴＡＢテープキャリアとこれを用いた半導体装置の第１の実施例を示す。
【００２２】
厚さ７５μｍ、幅７０mmのポリイミド樹脂フィルムから成るテープ基材２０にエポキシ系接着剤３を貼り合わせたものに、パンチングで送り穴（パーフォレーション）を打ち抜きした後、これに三井金属鉱業製のＳＱ−ＶＬＰ箔銅箔（厚さ箔１８μｍ）（表面の最大あらさ３．０μｍ）のテープをラミネート・キュアし、接着剤使用の片面銅貼り１層ＣＣＬ（Copper Clad Laminate）を得た。
【００２３】
次にフォトアプリケーションで銅箔面を露光・エッチングして、銅箔信号層のＣＯＦ接続のためのインナリード４、入力側アウターリード１４及び出力側アウターリード１５を含む配線パターン（４０μｍピッチ）を形成した。
【００２４】
次に、この配線パターンに液状のソルダレジスト１６を塗布し、そのソルダレジスト塗布層から露出している領域（上記インナリード４等）に、無電解Ｓｎめっき２８を０．４μｍ厚さ施して完成品とした。このＴＡＢテープキャリアの場合、ＣＯＦ接続のためのインナリード４の表面の最大あらさが３．０μｍであり、これは２．０μｍ以上８μｍ以下の範囲内にある。
【００２５】
比較のため、三井金属鉱業製のＴＱＳ−ＶＬＰ箔（１２μｍ厚さ）（銅箔のレジスト面の最大あらさＲｚ＝２．０μｍ以下）を用い、これをラミネート・キュアした後、フォトアプリケーションで配線パターン（５０μｍピッチ）を形成した。その結果、この比較品に比較して、本発明のＣＯＦ用のＴＡＢテープキャリアは、特に断線、ショートが少なく（フォトレジストの密着性が良く）、歩留が向上した。
【００２６】
次に、上記ＴＡＢテープキャリアを用いて半導体装置を組み立てるため、該テープキャリアに半導体素子２５を搭載し、半導体素子の外部引きだし用電極上に形成された突起型電極（Ａｕバンプ２６）と、上記テープキャリアのＣＯＦ接続のためのインナリード４を、加熱ボンディングツールで熱圧着させ、半導体素子２５のフリップチップ・インナリードボンディングのＳｎ／Ａｕ接合（フリップチップ接合２４）を得た。そして、その接続部をアンダフィル剤８で充填し固めた。
【００２７】
本発明のインナリード４の荒れた表面の場合、アンダフィル剤８を充填する前の熱圧着の接合強度が、６ｇｆ｛１０-2Ｎ｝／リード１本と、強く安定した。一方、比較品の場合は、３〜６ｇｆ｛１０-2Ｎ｝／リード１本と、熱圧着の接合強度が不安定であった。
【００２８】
これは、本実施形態ではリード表面があれているため、Ａｕバンプ２６の上を滑る際に、摩擦変形しながら局部溶着することとなり、接合強度のばらつきを減少させ、安定した熱圧着の接合強度が保持できるものと推定される。
【００２９】
温度サイクル試験特性は、配線パターンの４０μｍピッチ部の熱圧着部の電気試験での確認では、−６５℃（３０分保持）、＋１２５℃（３０分保持）を１サイクルとして、１０００サイクル実施したが、試験中の熱圧着部の配線抵抗の増加もなく安定しており、信頼性に優れていることが判明した。
【００３０】
一方、図３に示すように、上記半導体素子の接合後、配線パターンの出力側アウターリード１５を、異方性導電膜１８を介して、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）の液晶パネルの透明電極／ガラス基板１７と接合した。これは、図２に示すように、テープ基材２２上のＳｎめっき２１付き銅箔２（出力側アウターリード１５）と、ガラス基板１７ａ上の透明電極１７ｂとの間に、Ｎｉ粒子５を含む異方性導電膜１８を介在させ、これをボンディング治具２９及びボンディング・ステージ３０を用いて押圧することにより、異方性導電膜１８及び銅箔２に塑性流動を起こさせて行った。
【００３１】
この結果、半導体素子接合後の異方性導電膜１８によるプリント基板へのアウターリード接合も、良好で液晶用として組み立てができた。
【００３２】
＜実施形態２＞
上記実施形態１では、接着剤使用の片面銅貼り１層ＣＣＬテープを用い、これに配線パターンを形成して微細パターンＣＯＦ用のＴＡＢテープキャリアを構成したが、図４に示すように、接着剤レス片面銅貼り１層ＣＣＬテープを用いて構成することもできる。
【００３３】
図４の実施形態の場合、テープ基材たる絶縁フィルム２０に、厚さ７５μｍで幅７０mmのポリイミド樹脂である東レデュポン株式会社製の商品名「カプトンＥＮ」を用い、このテープ基材に接着剤なしで銅箔２を貼り、これに配線パターンを形成した。
【００３４】
＜実施形態３＞
図５に本発明のＴＡＢテープキャリアとこれを用いた半導体装置の第３の実施例を示す。
【００３５】
まず図５（ａ）に示すように、厚さ５０μｍ、幅３５mmのポリイミド樹脂フィルムから成るテープ基材２０に、エポキシ系接着剤３を貼り合わせたものに、パンチングで送り穴（パーフォレーション）を打ち抜きし、はんだボール用ビアホール１２をレーザ加工して設けた後、これに三井金属鉱業製のＳＱ−ＶＬＰ箔銅箔（厚さ箔９μｍ）（表面の最大あらさ３．５μｍ）のテープを、その粗化処理面（最大あらさ３．５μｍ）を上に光沢面を接着層面にしてラミネート・キュアし、接着剤使用の片面銅貼り１層ＣＣＬを得た。
【００３６】
次にフォトアプリケーションで銅箔面を露光・エッチングして、銅箔信号層のＣＯＦ接続のためのインナリード４、入力側アウターリード１４及び出力側アウターリード１５を含む配線パターン（３０μｍピッチ）を形成した。
【００３７】
次に、この配線パターンに液状のソルダレジスト１６を塗布し、そのソルダレジスト膜（塗布層）から露出している領域（上記インナリード４等）に、無電解Ｓｎめっき２８を０．４μｍ厚さ施して、ＴＡＢ用テープキャリア１の完成品とした。このＴＡＢテープキャリアの場合、ＣＯＦ接続のためのインナリード４の表面の最大あらさが３．５μｍであり、これは２．０μｍ以上８μｍ以下の範囲内にある。
【００３８】
次に図５（ｂ）に示すように、上記ＴＡＢテープキャリア１を用いて半導体装置を組み立てた。すなわち、ＴＡＢテープキャリア１に半導体素子２５を搭載し、半導体素子の外部引きだし用電極上に形成された突起型電極（Ａｕバンプ２６）と、上記テープキャリアのＣＯＦ接続のためのインナリード４を、加熱ボンディングツールで熱圧着させ、半導体素子２５のフリップチップ・インナリードボンディングのＳｎ／Ａｕ接合（フリップチップ接合２４）を得た。そして、その接続部をアンダフィル剤８で充填し固めた。また、はんだボール用ビアホール１２にはんだボール１０を搭載して、半導体装置パッケージを完成させた。
【００３９】
その結果、本実施形態のＣＯＦ用のＴＡＢテープキャリア１は、特に断線、ショートが少なく（フォトレジストの密着性が良く）、歩留が向上した。
【００４０】
また、半導体素子２５のフリップチップ接合後、異方性導電膜によるプリント基板へのアウタリード接合も良好で、ＣＯＦタイプのＬＣＤ用ＴＡＢテープキャリアを歩留良く生産できた。
【００４１】
温度サイクル試験特性は、配線パターンの３０μｍピッチ部の異方性導電膜接合部の電気試験での確認では、−６５℃（３０分保持）、＋１２５℃（３０分保持）を１サイクルとして、１０００サイクル実施したが、試験中の熱圧着部の配線抵抗の増加も少なく、接合が安定しており、信頼性に優れていることが判明した。
【００４２】
＜実施形態４＞
上記実施形態３では、接着剤使用の片面銅貼り１層ＣＣＬテープを用い、これに配線パターンを形成して微細パターンＣＯＦ用のＴＡＢテープキャリアを構成したが、図６（ａ）に示すように、接着剤レス片面銅貼り１層ＣＣＬテープを用いてＴＡＢテープキャリア１を構成し、これを用いて図６（ｂ）のように半導体装置のパッケージを組み立てることもできる。
【００４３】
＜他の実施形態、変形例＞
上記実施形態では、接着剤使用の片面銅貼り１層ＣＣＬ又は接着剤レス片面銅貼り１層ＣＣＬのテープを用いたが、テープ基材の両面に配線層を有する２層ＣＣＬのテープを用いてＴＡＢテープキャリアを構成することもできる。
【００４４】
またテープ基材としては、ポリイミド樹脂フィルムの他、ガラスエポキシテープ等の樹脂フィルムを用いることもできる。
【００４５】
ここで、上記実施形態（図３〜図６）の作用効果をまとめれば、次のようになる。
【００４６】
（１）本実施形態のＴＡＢテープキャリアは、上記のように銅箔表面の最大表面のあらさがＲｚ＝２μｍ以上８μｍ以下である「あらさの大きい箔」に制御されており、フォトレジストが均一に塗布できると共に、フォトレジストの密着強度が向上することから、微細配線のエッチング歩留も向上し、品質の安定したＣＯＦ用のＴＡＢテープキャリアを供給することができる。
【００４７】
（２）本実施形態のＴＡＢテープキャリアは、微細配線（５０μｍピッチ以下３０μｍピッチ）のエッチング形状が良好であり、エッチングファクタが３．５以上と向上する。また、Ｓｎめっき後端リードと、半導体素子の外部引きだし用電極に形成された突起型電極（Ａｕバンプ）との熱圧着に関し、その接合強度が安定しており優れている。また温度サイクル試験（−６５℃と１５０℃）での信頼性が高く優れている。
【００４８】
（３）本実施形態のＴＡＢテープキャリアのプリント基板へのアウタリード接合は、異方性導電膜により良好な組み立てもでき、しかも４０μｍピッチの配線の形成が容易なため、スリムな設計が可能となり、小型化に容易な構造のＴＡＢテープキャリアとＣＯＦ接続構造を安定して供給することができる。
【００４９】
（４）本実施形態のＴＡＢテープキャリアでの半導体の突起電極との接合は、従来の限界を超えて歩留と生産性が良好であり、しかも安定して量産することができ、品質の安定したＣＯＦ接続構造とＣＯＦ用のＴＡＢテープキャリアを供給することができる。
【００５０】
＜使用方法、応用システムなど＞
本発明のＴＡＢテープキャリアは、耐マイグレーション特性に優れた、微細配線（ピッチ６０μｍ以下）のデバイスホール無しのフリップチップ接続用および図５及び図６のようなデバイスホール無しのフリップチップ接合タイプのＣＳＰ・ＢＧＡ用として適用することが可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００５２】
（１）請求項１〜６の発明に係るテープキャリアは、銅箔の配線パターンにおけるＣＯＦ接続のためのリード表面の最大あらさが２．０μｍ以上８μｍ以下である「あらさの大きい箔」を使用しているため、加圧時には、リードの荒れた表面が、Ａｕバンプの上を滑ることとなり、リードの荒れた表面が摩擦変形して接合強度のばらつきを減少させる。従って、安定した接合強度を保持することができ、接合強度の信頼性の高いＴＡＢテープキャリアを得ることができる。その結果、本発明のテープキャリアによれば、ＣＯＦの接続構造における接続信頼性及び歩留の改善と生産性を向上させることができる。
【００５３】
また本発明のＴＡＢテープキャリアは、上記のように銅箔表面の最大表面のあらさがＲｚ＝２μｍ以上８μｍ以下である「あらさの大きい箔」に制御されているため、フォトレジストが均一に塗布できると共に、フォトレジストの密着強度が向上することから、微細配線のエッチング歩留も向上し、品質の安定したＣＯＦ用のＴＡＢテープキャリアを供給することができる。
【００５４】
（２）請求項７の発明に係る半導体装置は、請求項１〜６のいずれかに記載のテープキャリアを用い、半導体素子の外部引きだし用電極上に形成された突起型電極に、テープキャリアのＣＯＦ接続のためのリードを加熱ボンディングツールで熱圧着させる構造であるため、接続信頼性の高いＣＯＦの接続構造の半導体装置を、歩留良く生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＴＡＢテープキャリアにおけるＣＯＦ接続構造を示したもので、（ａ）は接続前の横断面図、（ｂ）は接続後の横断面図である。
【図２】本発明のＴＡＢテープキャリアにおける液晶パネルとの接続構造を示した横断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るＴＡＢテープキャリアを用いた半導体装置の横断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るＴＡＢテープキャリアを用いた半導体装置の横断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示したもので、（ａ）はＴＡＢテープキャリアの横断面図、（ｂ）はそれを用いた半導体装置の横断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態を示したもので、（ａ）はＴＡＢテープキャリアの横断面図、（ｂ）はそれを用いた半導体装置の横断面図である。
【図７】従来のＴＡＢテープキャリアのＣＯＦ接続構造を示した図である。
【符号の説明】
１  ＴＡＢ用テープキャリア
２  銅箔
３  接着剤
４  インナリード
１０  はんだボール
１２  はんだボール用ビアホール
１４  入力側アウターリード
１５  出力側アウターリード
１６  ソルダレジスト
１７  透明電極／ガラス基板
１８  異方性導電膜
２０、２２  テープ基材
２１、２８  Ｓｎめっき
２４  フリップチップ接合
２５  半導体素子
２６  Ａｕバンプ
３１  塑性流動
【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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