(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料よりなるテープと、
前記テープの片面のみに銅箔によって形成された配線回路と、
前記片面のみに形成された前記配線回路の一部に形成された半導体接続用のボンディングパッドと、
前記片面のみに形成された前記配線回路の他の部分に形成されたはんだボール取り付け用パッドと、
前記ボンディングパッド及び前記はんだボール取り付け用パッドの所定の領域を除いて前記配線回路上に形成された絶縁皮膜と、
前記ボンディングパッド及び前記はんだボール取り付け用パッドの前記所定の領域上のみに施されたＮｉ／Ａｕめっきとを備え、
前記Ｎｉ／Ａｕめっきは、Ａｕめっきの厚みが０．２０μｍ〜１．５μｍに形成されていることを特徴とする半導体装置用テープキャリア。
【請求項２】
前記Ｎｉ／Ａｕめっきは、Ｎｉめっきの厚みが１μｍ〜５μｍに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置用テープキャリア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子搭載用配線テープとそれを用いた半導体装置、特にはんだボール取り付け用パッドを有する半導体装置用テープキャリアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近のパソコン、コンピュータ、高速デジタル・データ処理機器に使用される半導体素子搭載用配線テープとそれを用いた半導体装置においては、小型化、薄型化、多ピン化が進んでいる。
【０００３】
従来の半導体装置用テープキャリアの構成は、絶縁材料よりなるポリイミドテープの片面に、銅箔によって形成された配線パターンを有しており、その配線パターンは一端部に半導体接続用のボンディングパッドが形成されているとともに、他端部にはんだボール取り付け用パッドが形成されている。さらに、はんだボール取り付け用パッドの領域の配線パターンの面上に、絶縁皮膜を有し、ボンディングパッドとはんだボール取り付け用パッドにはＮｉ／Ａｕめっきが施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の半導体装置用テープキャリアおよびこれを用いた半導体装置によると、ボンディングワイヤのピール強度及びはんだボールのシェア強度にばらつきがあり、信頼性に欠けるという問題があった。
【０００５】
それ故、本発明の目的は、はんだボール接合強度の信頼性が高く、しかもワイヤボンディング性に優れた半導体装置用テープキャリアを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、絶縁材料よりなるテープと、前記テープの片面のみに銅箔によって形成された配線回路と、前記片面のみに形成された前記配線回路の一部に形成された半導体接続用のボンディングパッドと、前記片面のみに形成された前記配線回路の他の部分に形成されたはんだボール取り付け用パッドと、前記ボンディングパッド及び前記はんだボール取り付け用パッドの所定の領域を除いて前記配線回路上に形成された絶縁皮膜と、前記ボンディングパッド及び前記はんだボール取り付け用パッドの前記所定の領域上のみに施されたＮｉ／Ａｕめっきとを備え、前記Ｎｉ／Ａｕめっきは、Ａｕめっきの厚みが０．２０μｍ〜１．５μｍに形成されていることを特徴とする半導体装置用テープキャリアを提供する。
【０００７】
更に、本発明に係る半導体装置用テープキャリアは、上記目的を達成するために、前記配線回路は、前記ボンディングパッドと前記はんだボール取り付け用パッドの所定の領域を除いて絶縁皮膜によって絶縁されていることを特徴としてもよく、前記Ｎｉ／Ａｕめっきは、Ｎｉめっきの厚みが１μｍ〜５μｍに形成されていることを特徴としてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（テープキャリアの実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態による半導体装置用テープキャリアを示しており、（イ）はテープキャリアの断面説明図、（ロ）はＡ部詳細図である。
【０００９】
図１（イ）のテープキャリアは、絶縁材料よりなるポリイミドテープ１と、ポリイミドテープ１の片面に銅箔によって形成された配線回路としての銅箔パターン６と、銅箔パターン６の一部に形成された半導体接続用のボンディングパッド４と、銅箔パターン６の他の部分に形成されたはんだボール取り付け用パッド３と、ボンディングパッド４およびはんだボール取り付け用パッド３に施されたＮｉ／Ａｕめっきを備えている。配線回路は、ボンディングパッド４とはんだボール取り付け用パッド３の所定の領域を除いて銅箔パターン６の面上に形成された絶縁皮膜２により絶縁されている。
【００１０】
図１（ロ）は、Ｎｉめっき１２と、Ａｕめっき１３の詳細を示し、ポリイミドテープ１の片面に銅箔によって形成された銅箔パターンの他の部分に、はんだボール取り付け用パッド３を有し、さらに、はんだボール取り付け用パッド３の所定の領域を除いて銅箔パターンの面上に形成された絶縁皮膜２を有する。Ｎｉめっき１２とＡｕめっき１３は、ボンディングパッド（４）および直径０．６３ｍｍのはんだボール取り付け用パッド３上に施されており、Ｎｉ／Ａｕめっきのうち、Ａｕめっきの厚みは０．４μｍに形成されている。
なお、本発明においては、Ｎｉ／ＡｕめっきのＮｉめっきは、Ａｕめっきの下地めっきであり、はんだボールを搭載しリフロー処理する際に、銅箔のＣｕがＡｕめっきに拡散しないようにするために、通常１μｍ〜５μｍ施される。これは、１μｍ未満では、銅箔のＣｕがＡｕめっきに拡散することを制御する効果が低下してしまうためである。
【００１１】
つぎに、図２〜図４により、本発明の実施の形態によるＢＧＡ型半導体装置として、それぞれ異なるタイプのｗＢＧＡ型半導体装置、ＦＢＧＡ型半導体装置、ＴＢＧＡ型導体装置について説明する。
【００１２】
（ｗＢＧＡ型の実施の形態）
図２は、本発明の実施の形態によるｗＢＧＡ型半導体装置を示している。このｗＢＧＡ型用のテープキャリアは、絶縁材料よりなるポリイミドテープ１と、ポリイミドテープ１の片面に銅箔によって形成された配線回路としての銅箔パターン６と、銅箔パターン６の一部に形成された半導体接続用のボンディングパッド４と、銅箔パターン６の他の部分に形成されたはんだボール取り付け用パッド３と、ボンディングパッド４および直径０．３ｍｍのはんだボール取り付け用パッド３に施されたＮｉめっきと、めっき厚０．２μｍのＡｕめっき（図示省略）を有する。また、配線回路は、はんだボール取り付け用パッド３とボンディングパッド４の所定の領域を除いて銅箔パターン６の面上に形成された絶縁皮膜２により絶縁されている。
【００１３】
ワイドな半導体素子７は、接着剤５（ソルダーレジスト）を介してテープキャリアのポリイミドテープ１に搭載され、半導体素子７の電極（符号省略）とボンディングパッド４は金ワイヤ９により接続されている。
はんだボール取り付け用パッド３のＮｉ／Ａｕめっき（図示省略）には、はんだボール８が搭載されている。はんだボール８を搭載する際のはんだは、はんだ中に占めるＡｕの重量濃度［Ａｕの重量／（Ａｕの重量＋はんだの重量）］が０．２％以下になるように構成されている。直径０．３５ｍｍのはんだボールを搭載すると、Ａｕの重量濃度は０．１４３ｗｔ％となる。
【００１４】
さらに、半導体素子７、ボンディングパッド４、および半導体素子７の電極とボンディングパッド４を接続する金ワイヤ９の全体を封止する封止樹脂１０を備えてｗＢＧＡ型半導体装置が構成されている。
【００１５】
（ＴＢＧＡ型の実施の形態）
図３は、本発明の実施の形態によるＴＢＧＡ型半導体装置を示している。このＴＢＧＡ型用のテープキャリアは、絶縁材料よりなるポリイミドテープ１と、ポリイミドテープ１の片面に銅箔によって形成された配線回路としての銅箔パターン６と、銅箔パターン６の一部に形成された半導体接続用のボンディングパッド４と、銅箔パターン６の他の部分に形成されたはんだボール取り付け用パッド３と、ボンディングパッド４および直径０．６３ｍｍのはんだボール取り付け用パッド３に施されたＮｉめっきと、めっき厚０．４μｍのＡｕめっき（Ｎｉ／Ａｕめっきは図示省略）を有する。また、配線回路は、はんだボール取り付け用パッド３とボンディングパッド４の所定の領域を除いて銅箔パターン６の面上に形成された絶縁皮膜２により絶縁されている。
【００１６】
小型な半導体素子７は、接着剤５（ソルダーレジスト）を介してテープキャリアのポリイミドテープ１に搭載されるとともに、半導体素子７から発生する熱を放散する放熱板１１を有し、半導体素子７の電極（図示省略）とボンディングパッド４は金ワイヤ９により接続されている。
【００１７】
はんだボール取り付け用パッド３のＮｉ／Ａｕめっきには、はんだボール８が搭載されている。はんだボール８を搭載する際のはんだは、はんだ中に占めるＡｕの重量濃度［Ａｕの重量／（Ａｕの重量＋はんだの重量）］が０．２％以下になるように構成されている。直径０．７６ｍｍのはんだボールを搭載すると、Ａｕの重量濃度は０．１２３ｗｔ％となる。
【００１８】
さらに、半導体素子７、ボンディングパッド４、および半導体素子７の電極とボンディングパッド４を接続する金ワイヤ９の全体を封止する封止樹脂１０を備えてＴＢＧＡ型半導体装置が構成されている。
【００１９】
図４は、本発明の実施の形態によるＡｕめっき厚とワイヤボンディング性の関係を示す特性図である。
図４によると、ボンディングパッドのＮｉめっきの上に施されるＡｕめっきは、Ａｕめっきの所定の厚さとして、Ａｕめっきの厚みが０．１８μｍ以下であると、Ａｕワイヤのボンディング性であるピール強度（ｇｆ）が低下していることが分かる。しかし、Ａｕめっきの厚みが０．２０μｍを超えて、０．２０μｍ〜１．５μｍの厚みに形成されていると、Ａｕワイヤのピール強度（ｇｆ）が安定した特性を示していることが分かる。
【００２０】
図５は、本発明の実施の形態による信頼性試験後のＡｕめっき厚とはんだボール接合性の関係を示す特性図である。
図５においては、はんだボールのシェア強度（ｇｆ／ｍｍ2）として、つぎの２つの場合の特性値が示されている。
（１）はんだボール取り付け用パッドランド径０．３０ｍｍ、ボール径０．３５ｍｍ
（２）はんだボール取り付け用パッドランド径０．６３ｍｍ、ボール径０．７６ｍｍ
【００２１】
図５によると、はんだボールを搭載する際のはんだは、はんだの所定のＡｕ重量濃度として、はんだ中に占めるＡｕの重量濃度［Ａｕの重量／（Ａｕの重量＋はんだの重量）］を０．２％以下にすると、特に０．０５％〜０．２％の範囲において、はんだボールシェア強度（ｇｆ／ｍｍ2）が高い数値を示すことが分かる。しかし、Ａｕの重量濃度が０．２％を超えると、０．５％位まではんだボールシェア強度（ｇｆ／ｍｍ2 ）が低下し、０．５％を超えると低下が止まり数値が一定になることが分かる。
【００２２】
このように本発明の実施の形態の半導体装置用テープキャリアおよびこれを用いた半導体装置の構成によると、半導体装置に構成した場合にテープキャリアの優れたワイヤボンディング性が確保されるとともに、はんだボール接合強度も信頼性の高いものを確保することができる。
【００２３】
本発明の実施の形態において、ボンディングパッドおよびはんだボール取り付け用パッドのＮｉめっきの上に施されるＡｕめっきは、Ａｕめっきの所定の厚さとして、Ａｕめっきの厚みが０．２μｍ以上、好ましくは０．２０μｍ〜１．５μｍの厚みに形成されていること（図４参照）が、半導体装置用テープキャリアにおけるＡｕワイヤ接続時のピール強度（ｇｆ）を所望の値に維持するのに適切である。
【００２４】
本発明の実施の形態において、はんだボールを搭載する際のはんだは、はんだの所定のＡｕ重量濃度として、はんだ中に占めるＡｕの重量濃度［Ａｕの重量／（Ａｕの重量＋はんだの重量）］が０．２％以下、好ましくは０．０５％〜０．２％以下になるように構成されていること（図５参照）が、はんだボール搭載時の半導体装置のはんだボールシェア強度（ｇｆ／ｍｍ2）を所望の値に維持するのに適切である。
【００２５】
（ＦＢＧＡ型の参考形態）
図６は、本発明の参考形態によるＦＢＧＡ型半導体装置を示している。このＦＢＧＡ型用のテープキャリアは、絶縁材料よりなるポリイミドテープ１と、ポリイミドテープ１の片面に銅箔によって形成された配線回路としての銅箔パターン６と、銅箔パターン６の一部に形成された半導体接続用のボンディングパッド４と、銅箔パターン６の他の部分に形成されたはんだボール取り付け用パッド３と、ボンディングパッド４および直径０．４５ｍｍのはんだボール取り付け用パッド３に施されたＮｉめっきと、めっき厚０．３μｍのＡｕめっき（Ｎｉ／Ａｕめっきは図示省略）を有する。
【００２６】
薄型な半導体素子７は、接着剤５（ソルダーレジスト）を介してテープキャリアのポリイミドテープ１に搭載され、半導体素子７の電極（図示省略）とボンディングパッド４は金ワイヤ９により接続されている。
はんだボール取り付け用パッド３のＮｉ／Ａｕめっきには、はんだボール８が搭載されている。はんだボール８を搭載する際のはんだは、はんだ中に占めるＡｕの重量濃度［Ａｕの重量／（Ａｕの重量＋はんだの重量）］が０．２％以下になるように構成されている。直径０．５ｍｍのはんだボールを搭載すると、Ａｕの重量濃度は０．１６５ｗｔ％となる。
【００２７】
さらに、半導体素子７、ボンディングパッド４、および半導体素子７の電極とボンディングパッド４を接続する金ワイヤ９の全体を封止する封止樹脂１０を備えてＦＢＧＡ型半導体装置が構成されている。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の半導体装置用テープキャリアおよびこれを用いた半導体装置によると、半導体素子を搭載するテープキャリアは、はんだボール取り付け用パッド、およびボンディングパッド上に設けるＮｉ／Ａｕめっきとして、Ａｕめっきの厚みを０．２μｍ以上に形成し、且つ、はんだボール搭載の際のはんだ中に占めるＡｕの重量濃度［Ａｕの重量／（Ａｕの重量＋はんだの重量）］を０．２％以下とすることにより、はんだボール接合強度の信頼性が高く、しかもワイヤボンディング性に優れたＢＧＡ型半導体装置を提供できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態による半導体装置用テープキャリアを示し、（イ）はテープキャリアの断面説明図、（ロ）はＡ部詳細図である。
【図２】  本発明の実施の形態によるｗＢＧＡ型半導体装置の断面を示す説明図である。
【図３】  本発明の実施の形態によるＴＢＧＡ型半導体装置の断面を示す説明図である。
【図４】  本発明の実施の形態によるＡｕめっき厚とワイヤボンディング性の関係を示す特性図である。
【図５】  本発明の実施の形態による信頼性試験後のＡｕめっき厚とはんだボール接合性の関係を示す特性図である。
【図６】  本発明の参考形態によるＦＢＧＡ型半導体装置の断面を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ポリイミドテープ
２  絶縁皮膜
３  はんだボール取り付けパッド
４  ボンディングパッド
５  接着剤
６  銅箔パターン
７  半導体素子
８  はんだボール
９  金ワイヤ
１０  封止樹脂
１１  放熱板
１２  Ｎｉめっき
１３  Ａｕめっき
【図１】
0004134512.tif 000002
【図２】
0004134512.tif 000003
【図３】
0004134512.tif 000004
【図４】
0004134512.tif 000005
【図５】
0004134512.tif 000006
【図６】
0004134512.tif 000007