JP3510219B2 - 半導体装置用テープキャリア - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を外部
基板等に接続する際の接続媒体として用いられるテープ
キャリアに係り、特に、ＢＧＡ型のパッケージに用いる
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】ＢＧＡ（Ball Grid Array ：ボール グ
リッド アレイ）型のパッケージを用いた半導体装置は
多ピン化及び高密度実装化に適している。特に、テープ
キャリアを用い、この一面に導体パターンを形成し、こ
の導体パターンの端部と半導体素子の電極を接続し、一
方、導体パターンの所定位置にはんだボールを設け、こ
のはんだボールを介してプリント基板側の電極パッドに
接続する構成の半導体装置は、薄型化及び小型化が図れ
ることから注目されている。

【０００３】図４は従来の半導体装置用テープキャリア
の構成例を示す平面図であり、図５は図４のテープキャ
リアの裏面図である。また、図６は図４のテープキャリ
アのＡ−Ａ断面図である。図４に示すように、テープキ
ャリア２００は、角形の絶縁性フィルム２０１の中心部
に四角形の開口が設けられ、この開口によってデバイス
ホール２０２が形成されている。絶縁性フィルム２０１
には、円形のランド２０３が一定間隔に設けられてい
る。

【０００４】また、デバイスホール２０２の各辺には、
内縁をまたぐようにしてインナーリード２０４が一定間
隔に対辺に向けて並行に設けられている。このインナー
リード２０４と、ランド２０３の幾つかは１対１に対応
し、両者はＣｕ（銅）導体パターン２０５によって接続
されている。インナーリード２０４の先端はデバイスホ
ール２０２内に所定長が延びており、搭載される不図示
の半導体素子の電極パッドに接続される。

【０００５】はんだボール（不図示）は、ランド２０３
の裏面（図５の面）に設けられる。このため、図６に示
すように、ランド２０３に面した絶縁性フィルム２０１
の一部に円形の開口２０６が設けられ、はんだボール形
成用ランド２０７を形成している。このはんだボール形
成用ランド２０７には、印刷・リフローによってはんだ
ボール（又は、はんだペースト）が形成される。

【０００６】なお、ランド２０３、インナーリード２０
４、Ｃｕ導体パターン２０５、はんだボール形成用ラン
ド２０７等には、Ａｕ（金）、Ｓｎ（錫）、はんだ等に
よるめっきが施されている。

【０００７】

【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によれば、ファインピッチ化を図
るために開口２０６の径を絶縁性フィルム２０１の厚み
（開口２０６の深さ）に対して相対的に小さくすると、
はんだボール（又は、はんだペースト）がはんだボール
形成用ランド２０７に接触し難くなる。この結果、はん
だ濡れ不良が生じたり、開口２０６内にボイドが生じ、
はんだボール形成用ランド２０７にはんだが接合されな
いことがある。

【０００８】この問題を解決する手段として、従来より
開口２０６の径を大きくすることで対処している。しか
し、ファインピッチ化の要求に対応するには開口２０６
の径を小さくしなければならず、この方法では解決でき
ない。そこで本発明は、絶縁性フィルムに設ける開口を
小径にしても、はんだボールの搭載、或いははんだペー
スト印刷・リフローにおけるはんだ接合が確実に行える
ようにすることのできる半導体装置用テープキャリアを
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、絶縁性フィルムと、この絶縁性フィ
ルムの少なくとも片面に形成され、前記絶縁性フィルム
に設けられその厚みに対して相対的に小さな径を有する
開口を通して前記絶縁性フィルムの他面に露出するはん
だボール形成用のランドとを備えた半導体装置用テープ
キャリアにおいて、前記ランドの露出する部分に導体層
を所定の厚みに設けて前記開口の深さを小にし、これに
より前記導体層を介してはんだボールあるいははんだペ
ーストによる前記ランドへのはんだ接合ができるように
した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。

【００１０】この構成によれば、ランドに設けた導体層
が絶縁性フィルムのランド部分（開口内）の深さを浅く
する。したがって、ファインピッチ化のためにランド部
の開口の径を小さくしても、はんだボールの搭載、或い
ははんだペースト印刷・リフローにおけるはんだ接合が
確実に行えるようにすることができる。前記導体層は、
Ｃｕめっき、Ｎｉめっき、又ははんだめっきを用いるこ
とができる。

【００１１】この構成によれば、半導体製造工程で従来
より用いられているめっき技術をそのまま用いることが
でき、その厚みも任意に形成することができる。この結
果、製造工程が簡単かつ容易にしながら、はんだボール
の搭載或いははんだペースト印刷・リフローにおけるは
んだ接合が確実に行えるようになる。前記導体層は、は
んだボールの半径をｒ、前記ランドの半径をＲ、前記開
口の深さをＤとするとき、必要な厚みＴを、Ｔ≧Ｄ−
〔ｒ−（ｒ² −Ｒ² ）^1/2 〕により求めることができ
る。

【００１２】この構成によれば、はんだボール、ランド
径、及び開口の深さの各条件に見合った導体層の厚みを
最適に決定することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を基に説明する。図１は本発明による半導体装置
用テープキャリアを示す裏面図、図２は図１のテープキ
ャリアのＢ−Ｂ断面図である。図１に示すように、本発
明によるテープキャリア１００はポリイミド等の絶縁性
フィルム１０１を用いて作られ、その外形は四角形を成
し、その中心部には半導体チップ搭載用の四角形の開口
が設けられ、デバイスホール１０２が形成されている。
なお、開口１０１ａはファインピッチ化を図るため、従
来の開口２０６よりも小径にしている。

【００１４】絶縁性フィルム１０１の裏面（基板等への
実装面）には、直円形のはんだボール形成用ランド１０
３が一定間隔に設けられている。このはんだボール形成
用ランド１０３を絶縁性フィルム１０１の裏面に露出さ
せるために、はんだボール形成用ランド１０３に対向す
る部分には、直円形の開口１０１ａが設けられている。
はんだボール形成用ランド１０３の反対面は、絶縁性フ
ィルム１０１の表面に露出しており、その幾つかには図
４に示した如くに形成されている不図示のＣｕ導体パタ
ーンが接続されている。このＣｕ導体パターンの端部
は、デバイスホール１０２内へ一定間隔に並べられた状
態で一定の長さが露出し、インナーリード１０４を形成
している。このインナーリード１０４は、搭載される不
図示の半導体素子の電極パッドに接続される。

【００１５】更に、図２に示すように、はんだボール形
成用ランド１０３に対し、開口１０１ａから露出する部
分にのみ導体層１０５が設けられている。この導体層１
０５は、Ｃｕ、Ｎｉ（ニッケル）めっき、或いはＳｎ−
Ｐｂ（錫−鉛）はんだによるめっきを用いることができ
る。なお、はんだボール形成用ランド１０３、インナー
リード１０４には、従来より用いられているＡｕ、Ｓ
ｎ、はんだ等のめっきが施されている。

【００１６】以上のように、本発明のテープキャリアに
よれば、はんだボール形成用ランド１０３が導体層１０
５によって埋められるため、絶縁性フィルム１０１が従
来と同一の厚みであるとすれば、開口１０１ａの深さが
浅くなり、開口１０１ａの径を小さくしてもはんだボー
ルの搭載、はんだペースト印刷・リフローが確実に行え
るようになる。

【００１７】次に、図３を参照して、開口１０１ａの径
と導体層１０５の厚みの関係について説明する。ここ
で、はんだボール１０６の半径をｒ、はんだボール形成
用ランド１０３の半径をＲ、ランド穴の深さをＤと定め
れば、必要とする導体層１０５の厚みＴは、次式によっ
て表される。

【００１８】Ｔ≧Ｄ−〔ｒ−（ｒ² −Ｒ² ）^1/2 〕 このような関係を満たすことにより、はんだボール乃至
はんだペーストの接触不良に伴うリフロー時の濡れ不良
やボイドの生成を防止することができる。なお、以上の
説明では、絶縁性フィルム１０１の片面にのみ導体パタ
ーンを設けるものとしたが、絶縁性フィルム１０１の両
面に導体パターンを設ける構成にしてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、はんだボ
ール形成用のランドの露出する部分のみに所定厚の導体
層を設ける構成にしたので、絶縁性フィルムのランド部
分（開口内）の深さを浅くでき、ファインピッチ化のた
めにランド部の開口の径を小さくしても、はんだボール
或いははんだペーストの接触不良に伴うリフロー時の濡
れ不良やボイドの生成を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体装置用テープキャリアを示
す裏面図である。

【図２】図１のテープキャリアのＢ−Ｂ断面図である。

【図３】本発明のテープキャリアにおけるランド部の開
口径とランドに設けた導体層の厚みの関係を示す説明図
である。

【図４】従来の半導体装置用テープキャリアの構成例を
示す平面図である。

【図５】図４のテープキャリアの裏面図である。

【図６】図４のテープキャリアのＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１００ テープキャリア １０１ 絶縁性フィルム １０２ デバイスホール １０３ はんだボール形成用ランド １０４ インナーリード １０５ 導体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀山 康晴 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日 立電線株式会社総合技術研究所内 (72)発明者 御田 護 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日 立電線株式会社総合技術研究所内 (72)発明者 安生 一郎 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株式会社日立製作所 半導体事業部内 (56)参考文献 特開 平８−78574（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−153564（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/12 - 23/15

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性フィルムと、この絶縁性フィルムの
   少なくとも片面に形成され、前記絶縁性フィルムに設け
   られその厚みに対して相対的に小さな径を有する開口を
   通して前記絶縁性フィルムの他面に露出するはんだボー
   ル形成用のランドとを備えた半導体装置用テープキャリ
   アにおいて、 前記ランドの露出する部分に導体層を所定の厚みに設け
   て前記開口の深さを小にし、これにより前記導体層を介
   してはんだボールあるいははんだペーストによる前記ラ
   ンドへのはんだ接合ができるようにしたことを特徴とす
   る半導体装置用テープキャリア。
2. 【請求項２】前記導体層の前記所定の厚みは、前記はん
   だボールを搭載あるいは前記はんだペーストを印刷した
   ときに前記はんだボールあるいは前記はんだペーストと
   前記導体層とが接触できる厚みであることを特徴とする
   請求項１記載の半導体装置用テープキャリア。
3. 【請求項３】前記導体層は、Ｃｕめっき、Ｎｉめっき、
   又ははんだめっきであることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の半導体装置用テープキャリア。
4. 【請求項４】前記導体層は、前記はんだボールの半径を
   ｒ、前記ランドの半径をＲ、前記開口の深さをＤとする
   とき、必要な厚みＴを、 Ｔ≧Ｄ−〔ｒ−（ｒ²−Ｒ²）^1/2〕 として求めることを特徴とする請求項１又は２記載の半
   導体装置用テープキャリア。