專利名稱：安裝電子元件用的薄膜載帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將電子元件通過超聲波加熱安裝到膜形載體時(shí)，在膜形載體上形成的布線圖不容易產(chǎn)生裂縫或斷線的安裝電子元件用的薄膜載帶。
背景技術(shù)：
作為將半導(dǎo)體芯片等的電子元件(Device)安裝到膜形載體的方法，已知引線接合焊接法、TAB法、倒裝芯片(FC)法等安裝方法，在上述安裝方法中，向膜形載體安裝電子元件時(shí)，通過對(duì)形成在膜形載體上的布線圖加熱并使用超聲波，將連接部件和布線圖的連接端口(Bonding pad焊接區(qū))進(jìn)行電氣連接的情況較多。使用上述電子元件的安裝方法時(shí)，例如，在用金屬線等導(dǎo)電性金屬細(xì)線的引線接合焊接法中，將導(dǎo)電性金屬細(xì)線的一端接合到電子元件上形成的電極片(Device上的電極)，再將該導(dǎo)電性金屬細(xì)線的另一端接合到作為膜形載體的內(nèi)部端口的焊接區(qū)，從而將電子元件和膜形載體電氣連接。
關(guān)于該引線接合焊接法參照附圖進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，如圖10所示，在電子元件80中，使用金屬線87將形成在輸出端口上的電極片81和形成在膜形載體89上的焊接區(qū)88進(jìn)行電氣連接時(shí)，將金屬線87連接到電極片81或者焊接區(qū)88，使用焊頭(沒有圖示)在加熱時(shí)使用超聲波，將金屬線87焊接到電極片81以及焊接區(qū)88上，從而可以將電子元件80安裝到膜形載體89上。
但是，形成有上述焊接區(qū)88的膜形載體89通過以下步驟制造，大致在聚酰亞胺膜等絕緣膜86表面上貼附電解銅箔等導(dǎo)電性金屬箔，在該導(dǎo)電性金屬箔的表面涂覆感光性樹脂層，通過將該感光性樹脂層按所需圖樣進(jìn)行感光顯影，形成由感光性樹脂構(gòu)成的圖樣，將該圖樣作為掩膜材料，通過有選擇性地腐蝕導(dǎo)電性金屬箔而形成與由感光性樹脂構(gòu)成的圖樣相應(yīng)的布線圖，為露出上述布線圖的焊接區(qū)88而設(shè)置阻焊層85。
在現(xiàn)有技術(shù)中，向上述膜形載體89通過引線接合焊接安裝電子元件80的時(shí)候，在加熱條件下使用超聲波，使用金屬線87連接電極片81和焊接區(qū)88。當(dāng)形成配線的導(dǎo)電性金屬箔厚，而且在所形成的配線寬度較大的膜形載體上，使用上述超聲波的焊接方法并不會(huì)產(chǎn)生特別的問題。
但是在最近，為了高集成地安裝電子元件，按Ball Grid Array(BGA)、Chip On Film(CSP)安裝的電子元件和膜形載體使用具有大約相等的面積的膜形載體，在上述膜形載體中，在使用非常薄的導(dǎo)電性金屬箔的同時(shí)，形成的配線寬度也變得狹窄。而且，在BGA、CSP等方式中，在形成的布線圖上涂覆阻焊層，然后在該阻焊層上使用粘接劑粘貼電子元件，通過使用金屬線，對(duì)從阻焊層邊緣部露出的焊接區(qū)和形成在未貼附電子元件部分的電極片進(jìn)行引線接合焊接來(lái)安裝電子元件，這樣，作為阻焊劑可使用比較硬質(zhì)的樹脂。因此形成在絕緣膜上的布線圖通過絕緣膜86和阻焊層85被牢固地挾持，所以對(duì)于振動(dòng)等的自由度變得很低。
安裝電子元件后，如果要從外部應(yīng)力保護(hù)布線圖，上述布線圖最好用絕緣膜和阻焊層牢固地挾持來(lái)保護(hù)。但是，使用引線接合焊接來(lái)安裝電子元件時(shí)，有必要對(duì)焊接區(qū)使用超聲波而向布線圖施加振動(dòng)；布線圖用阻焊層和絕緣膜牢固地挾持時(shí)，使阻焊層的邊緣部分附近的布線圖直接受到施于焊接區(qū)的超聲波的振動(dòng)影響。并且，上述布線圖是由薄的導(dǎo)電金屬箔形成的，因其寬度窄，所以產(chǎn)生了在BGA以及CSP等膜形載體中的布線圖斷線的產(chǎn)生、布線圖中裂縫的產(chǎn)生、阻焊層中裂縫的產(chǎn)生等的發(fā)生率比現(xiàn)有的膜形載體顯著升高的新問題。
尤其，為了提高生產(chǎn)效率，在加熱條件下短時(shí)間施加高能量超聲波來(lái)進(jìn)行引線接合焊接時(shí)，產(chǎn)生裂縫的發(fā)生率、斷線的發(fā)生率、阻焊層中裂縫的發(fā)生率會(huì)顯著升高，這種現(xiàn)象對(duì)生產(chǎn)率的提高、膜形載體的制造成本的降低以及所得安裝電子元件的膜形載體的質(zhì)量等產(chǎn)生非常重要的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種引線接合焊接時(shí)通過超聲波加熱安裝到膜形載體時(shí)，在膜形載體上形成的布線圖不容易產(chǎn)生裂縫或斷線的安裝電子元件用的薄膜載帶。
本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶中，在絕緣膜表面具有連接內(nèi)部連接端子、外部連接端子以及連接這些連接端子的配線，為露出該連接端子涂覆有阻焊層，在安裝電子元件時(shí)，通過向該內(nèi)部連接端子施加超聲波而使電子元件的連接端子和內(nèi)部連接端子形成連接，所述安裝電子元件用的薄膜載帶中，其特征是從該阻焊層的內(nèi)部連接端子與電子元件的連接端子形成連接的部分到阻焊層的邊緣部分之間，以及由該阻焊層的涂覆邊緣部分開始1000μm的范圍內(nèi)的阻焊層所保護(hù)部分的配線形成近似直線狀。
上述本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶構(gòu)成是，在電子元件之間形成連接之前構(gòu)成配線的導(dǎo)電性金屬，和在電子元件之間形成連接之后構(gòu)成配線的導(dǎo)電性金屬具有相同的結(jié)晶構(gòu)造；為建立電子元件之間的連接而施加的超聲波以及加熱，不會(huì)使導(dǎo)電性金屬的結(jié)晶構(gòu)造發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化。
具有上述構(gòu)成的本發(fā)明中安裝電子元件用的薄膜載帶中，為形成電子元件之間的連接，在加熱條件下施加超聲波，在本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶中，因具有使用該超聲波而作用于布線圖的應(yīng)力不容易集中的構(gòu)造，所以可以防止應(yīng)力集中引起的配線破斷或裂縫，也對(duì)防止阻焊層中裂縫的產(chǎn)生非常有效。


圖1為本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶的一實(shí)施例的截面圖；圖2為在本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶中形成的內(nèi)部連接端子引線接合焊接后狀態(tài)立體圖；圖3為放大引線接合焊接后內(nèi)部連接端子部分的放大平面圖；圖4為圖3中A-A截面圖；圖5為焊接區(qū)附近的布線圖中產(chǎn)生裂縫或斷線的狀況示意圖；圖6為焊接區(qū)附近的布線圖中產(chǎn)生裂縫或斷線的狀況示意圖；圖7為顯示產(chǎn)生裂縫或斷線部分的電解銅顆粒構(gòu)造的截面示例的電子顯微鏡照片；圖8為顯示電解銅的截面的顆粒構(gòu)造示例的電子顯微鏡照片；
圖9為本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶的其它實(shí)施例的截面圖；圖10為現(xiàn)有的安裝電子元件用的薄膜載帶中引線接合焊接的狀態(tài)截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶的一實(shí)施例的截面圖；圖2為在本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶中形成的內(nèi)部連接端子引線接合焊接后狀態(tài)立體圖；圖3為放大引線接合焊接后內(nèi)部連接端子部分的放大平面圖；圖4為圖3中A-A截面圖。
本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶10包括絕緣膜11；該絕緣膜11至少一面上形成的布線圖12；阻焊層15，使該布線圖12的內(nèi)部連接端子13以及外部連接端子14露出在外。而且，在從該阻焊層15露出的內(nèi)部連接端子13以及外部連接端子14的表面上，通常根據(jù)用途，使用錫、焊料、金、鎳金等進(jìn)行電鍍處理。圖1～4所示的安裝電子元件用的薄膜載帶中，在阻焊層15的表面通過粘接劑層27配置電子元件21。
圖1以及圖2所示本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶10可以通過以下方法制造，絕緣膜11的表面上粘貼導(dǎo)電性金屬箔，該導(dǎo)電性金屬箔表面涂覆感光性樹脂，該感光性樹脂經(jīng)過曝光、顯影形成所需要的圖樣，導(dǎo)電性金屬箔作為掩膜材料對(duì)該圖樣進(jìn)行有選擇地腐蝕，從而形成由導(dǎo)電性金屬構(gòu)成的布線圖。
形成本發(fā)明中安裝電子元件用的薄膜載帶10的絕緣膜11，由于在進(jìn)行腐蝕時(shí)與酸等接觸，所以具有不被上述藥品侵蝕的耐腐蝕性以及焊接時(shí)加熱也不變質(zhì)的耐熱性。作為形成該絕緣膜11的材料可以使用聚酯、聚酰胺、聚酰亞胺等。特別在本發(fā)明中，優(yōu)選使用由聚酰亞胺形成的膜。該聚酰亞胺與其他樹脂比較具有卓越的耐熱性，并且耐腐蝕性也很好。
作為該聚酰亞胺樹脂可以使用由苯均四酸二酐和芳香二胺合成的芳香聚酰亞胺、聯(lián)苯四羧酸二酐和芳香二胺合成的具有聯(lián)苯骨架的芳香聚酰亞胺等。特別在本發(fā)明中優(yōu)選具有聯(lián)苯骨架的芳香聚酰亞胺(例如，商品名Upilex S，宇部興產(chǎn)(株)提供)。具有聯(lián)苯骨架的芳香聚酰亞胺與其他芳香聚酰亞胺相比吸水性低。在本發(fā)明中可能使用絕緣膜11的厚度通常25～125μm，優(yōu)選25～75μm范圍內(nèi)的。
在形成本發(fā)明中安裝電子元件用的薄膜載帶10的絕緣膜11中，在兩邊緣部設(shè)置有露出鏈齒孔(穿孔)19和露出電極襯墊的焊接電極孔18。而且，最好還設(shè)置開口部、定位孔等(未圖示)。
在本發(fā)明中，作為該導(dǎo)電性金屬箔可以使用銅箔、鋁箔等。這里適合使用的銅箔有壓延銅箔以及電解銅箔，特別在本發(fā)明中使用電解銅箔時(shí)效率較高。
在制造安裝電子元件用的薄膜載帶10時(shí)，適合的電解銅箔的使用厚度在現(xiàn)今電子元件高集成安裝的要求下逐漸地變薄，本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶通常平均厚度小于等于75μm，當(dāng)優(yōu)選使用小于等于35μm的電解銅箔時(shí)，也不容易發(fā)生斷線。對(duì)于該電解銅箔厚度的下限值沒有特別限制，但平均厚度不足5μm的電解銅箔在工業(yè)批量生產(chǎn)上很困難，而且即使制造出具有上述平均厚度的電解銅箔，使用很困難，因此，在本發(fā)明中能有效地被使用的電解銅箔的厚度的下限值為5μm。
在上述導(dǎo)電性金屬薄上涂覆感光性樹脂，通過讓上述感光性樹脂層曝光、顯影，形成由感光性樹脂構(gòu)成的圖樣，將該圖樣作為掩膜材料對(duì)導(dǎo)電性金屬進(jìn)行有選擇地腐蝕，從而形成由導(dǎo)電性金屬構(gòu)成的布線圖12。
在上述布線圖12中包括為與電子元件21形成連接而設(shè)的內(nèi)部連接端子13和外部連接端子14，該內(nèi)部連接端子13和外部連接端子14是通過使用有選擇地腐蝕導(dǎo)電性金屬薄而形成的配線16來(lái)進(jìn)行連接的。
該布線圖12是通過對(duì)導(dǎo)電性金屬薄有選擇地腐蝕而形成，通過用于連接電子元件21的內(nèi)部連接端子13，以及在該內(nèi)部連接端子13上通過配線16連接并用于連接外部的外部連接端子14，來(lái)建立新的連接，因此有必要保證這些端子是處于露出狀態(tài)的，且用于將內(nèi)部連接端子13以及外部連接端子14進(jìn)行連接的配線16為了防止在制造膜形載體時(shí)、安裝電子元件時(shí)、搬運(yùn)時(shí)的配線16的損傷，并且為確保與鄰接配線的電氣絕緣性，而涂覆阻焊劑來(lái)保護(hù)配線16。在圖1～3中，該阻焊劑涂覆層(即，阻焊層)用序號(hào)15表示。
上述阻焊層15可以通過使用印網(wǎng)掩模(Screen Mask)等來(lái)涂覆阻焊劑，并加熱硬化，或通過加熱壓延以一定形狀沖壓的、用于形成阻焊劑的樹脂片而形成。
通過形成上述阻焊層15，布線圖12被該阻焊層15牢固地挾持在其與絕緣膜11之間，則布線圖12不容易受到來(lái)自外部的物理應(yīng)力而損傷。
通過上述阻焊層15，能有效地保護(hù)布線圖12不受外部應(yīng)力的影響，另外，因?yàn)樾纬捎凶韬笇?5保護(hù)的部分的布線圖12被牢固地固定在阻焊層15和絕緣膜11之間，故對(duì)于布線圖內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力的緩和性降低。
在本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶10中，為建立電子元件21和該膜形載體之間的連接，例如如圖1所示，將金屬線25等導(dǎo)電性金屬細(xì)線的一端焊接在電子元件21上的電極片22，同時(shí)將另一端用焊頭30焊接到布線圖12的內(nèi)部連接端子中的焊接區(qū)13上。這里使用焊頭30時(shí)，將金屬線等導(dǎo)電性金屬細(xì)線25按壓在焊接區(qū)(內(nèi)部連接端子)13上，然后通過加熱并施加超聲波，將導(dǎo)電性金屬細(xì)線25焊接在焊接區(qū)13的表面。焊接時(shí)加熱用平板40的溫度通常為120～200℃，超聲波輸出為0.5～1.0W范圍，使用上述范圍能量的超聲波導(dǎo)將電性金屬細(xì)線25焊接到焊接區(qū)上。例如使用超過75μm厚的電解銅箔時(shí)，并未考慮包括焊接區(qū)13在內(nèi)的布線圖12自身的來(lái)自焊頭30的超聲波影響。但是，隨著在形成布線圖12時(shí)使用的電解銅箔厚度的變薄，在布線圖12上裂縫或斷線的產(chǎn)生率變高。上述布線圖12中的裂縫或斷線不是隨機(jī)發(fā)生的，裂縫或斷線發(fā)生具有一定的規(guī)律。即，上述布線圖12中產(chǎn)生的裂縫或斷線是在使用焊頭30在加熱條件下施加超聲波后產(chǎn)生的；關(guān)于產(chǎn)生裂縫或斷線處，檢查布線圖的電解銅箔的結(jié)晶構(gòu)造，經(jīng)產(chǎn)生裂縫或斷線處截面的結(jié)晶構(gòu)造與沒有產(chǎn)生裂縫或斷線的部分比較后，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生裂縫或斷線部分的結(jié)晶顆粒被粗大化并變圓滑，該粗大化并變圓滑的晶格成為斷裂點(diǎn)(breaking point)。該產(chǎn)生破裂的部分是以焊接區(qū)13上施加超聲波的部分為基點(diǎn)并集中在阻焊層15一側(cè)，在阻焊層15下面，集中在從阻焊層15的邊緣部15a到內(nèi)側(cè)1000μm處的范圍內(nèi)，而且，上述裂縫或斷線集中發(fā)生在布線圖12形狀急劇變化的點(diǎn)。
一般，形成布線圖所使用的電解銅箔是具有以細(xì)小角度延伸的電解沉積組織結(jié)構(gòu)，這種電解銅箔組織結(jié)構(gòu)在形成布線圖后也不變，而且未產(chǎn)生裂縫或斷線部分的結(jié)構(gòu)和使用前的電解銅箔的結(jié)構(gòu)相同。在電解銅箔、焊接前的布線圖以及焊接后的布線圖中，如果電解銅箔的結(jié)晶構(gòu)造具有同一性，那么不產(chǎn)生裂縫或斷線。對(duì)于電解銅箔，已確認(rèn)電解銅箔的結(jié)晶構(gòu)造在300℃下加熱1小時(shí)也不變，而在400℃下加熱30分鐘時(shí)，發(fā)生與上述布線圖產(chǎn)生的裂縫或斷線部分相同的電解銅結(jié)晶顆粒粗大化并再結(jié)晶變圓滑的狀態(tài)。但是，在絕緣膜上形成布線圖的工序中，沒有將電解銅放置在如上所述劇烈的加熱條件下的工序。為建立電子元件之間的連接，在加熱條件下施加超聲波時(shí)，雖然該過熱溫度比上述電解銅的再結(jié)晶溫度低，但是在布線圖上還是產(chǎn)生了相當(dāng)于將上述電解銅箔30分鐘加熱到400℃時(shí)所產(chǎn)生熱應(yīng)力以上的應(yīng)力，并集中在局部。即，上述應(yīng)力是，一側(cè)端部通過阻焊層15牢固地固定于絕緣膜11的狀態(tài)下，向內(nèi)側(cè)連接端子(焊接區(qū))13在加熱條件下施加超聲波，從被施加超聲波的焊接區(qū)13的部分向阻焊層15方向產(chǎn)生應(yīng)力集中。然后，由該超聲波引起的應(yīng)力還向被阻焊層15和絕緣膜11間挾持的布線圖12轉(zhuǎn)移，其影響波及到從阻焊層15的邊緣部15a開始1000μm范圍內(nèi)的布線圖12。尤其是處于阻焊層15的邊緣部15a開始1000μm范圍內(nèi)的布線圖，因其與阻焊層的一體性較高，一旦在該部分的布線圖12中出現(xiàn)超聲波的影響，其影響則有可能涉及到與該布線圖12形成一體的阻焊層，如果在該部分布線圖12上產(chǎn)生裂縫或斷線，在對(duì)該部分進(jìn)行保護(hù)的阻焊層15上也產(chǎn)生裂縫的異?，F(xiàn)象很多。
因此，從阻焊層15的邊緣部15a開始超過1000μm時(shí)，通過阻焊層15和絕緣膜11的對(duì)布線圖12牢固的挾持力，對(duì)布線圖12進(jìn)行牢固地固定，使超聲波產(chǎn)生的應(yīng)力影響急劇減弱。
但是，從阻焊層15向外側(cè)延伸出的布線圖12上的焊接區(qū)13，以及與焊接區(qū)13連接的配線16，由于其一端通過阻焊層15和絕緣膜11形成牢固的夾持狀態(tài)，所以在焊接時(shí)容易受到超聲波的影響。而且，由于在阻焊層的邊緣部15a的內(nèi)側(cè)1000μm位置超聲波被屏蔽，可認(rèn)為在該邊緣部15a，尤其是焊接區(qū)13一側(cè)，發(fā)射的超聲波和反射的超聲波產(chǎn)生共振或者干涉；并認(rèn)為一旦因上述干涉或者共振而增幅的超聲波向一點(diǎn)集中，形成足以使電解銅的結(jié)晶顆粒組織結(jié)構(gòu)變化的應(yīng)力。
因此，本發(fā)明人使用平均厚度為18μm的電解銅箔，形成如圖5中(a)～(e)所示形狀的布線圖，涂覆并硬化阻焊劑而形成阻焊層15，使其邊緣部15a位于距由平均厚度50μm的聚酰亞胺膜形成的絕緣膜的端部500μm位置；如圖5所示形成焊接區(qū)13，在加熱條件下向焊點(diǎn)BS施加超聲波后檢查布線圖中的裂縫或斷線的發(fā)生情況。這時(shí)使用的裝置是由K&S(株)制造的引線接合焊接裝置、超聲波輸出功率為3.1W、加熱用平板40的加熱溫度為200℃，在該條件下0.02秒內(nèi)施加超聲波后檢查有無(wú)裂縫和斷線。該試驗(yàn)是確認(rèn)裂縫或斷線發(fā)生情況的促進(jìn)試驗(yàn)，上述超聲波的輸出功率以及溫度是所使用裝置的最大值，提供通常焊接中所提供能量的3倍以上。各焊接區(qū)的形狀以及尺寸如圖5所示。并且，從焊點(diǎn)BS的端部到阻焊層15的邊緣部15a的距離A-1為500μm。
其結(jié)果為，從圖5中(a)所示，焊點(diǎn)BS尤其是延伸至阻焊層15一側(cè)呈直線狀的布線圖中，未產(chǎn)生裂縫或斷線。與此相反，與圖5中(b)所示焊接區(qū)13接合在狹窄的配線的布線圖中，則在狹窄部產(chǎn)生斷線。而且，與圖5中(c)所示焊接區(qū)在寬度方向以近似直角向外擴(kuò)展的配線連接的布線圖中，該直角擴(kuò)展部分，即在布線圖急劇變化的拐點(diǎn)處產(chǎn)生裂縫。而且，從圖5中(d)所示，從焊接區(qū)13以約45度角向外擴(kuò)展的配線中，該焊接區(qū)13和配線的接合部分產(chǎn)生斷線。而且，圖5中(e)所示焊接區(qū)13與其相同寬度的配線接合，該配線在阻焊層的近處以近似30度角彎曲形成的布線圖中，該彎曲點(diǎn)，即在配線急劇變化的拐點(diǎn)處產(chǎn)生裂縫。
與上述焊接區(qū)13接合的配線在從焊點(diǎn)BS到阻焊層的區(qū)域中，具有急劇變化的拐點(diǎn)時(shí)，在該拐點(diǎn)處產(chǎn)生斷線或裂縫。用電子顯微鏡觀察產(chǎn)生該斷線或裂縫部分的截面，如圖7所示電解銅的結(jié)晶顆粒變粗大化并變圓滑，與沒有產(chǎn)生裂縫或斷線的部分以及圖5中(a)所示布線圖中電解銅結(jié)晶顆粒的電子顯微鏡照片(圖8)明顯不同，在該產(chǎn)生裂縫或斷線的部分中，發(fā)生電解銅的再結(jié)晶化。而且，沒有形成圖5中(a)所示急劇變化的拐點(diǎn)、近似直線的布線圖中，確認(rèn)沒有上述電解銅結(jié)晶顆粒的粗大化(再結(jié)晶化)，該電解銅的結(jié)晶構(gòu)造與使用前電解銅箔的結(jié)晶構(gòu)造相同。
圖5中(a)～(e)所示布線圖形成于相同的絕緣膜上，而且，因使用相同的焊頭施加超聲波，則使它們經(jīng)歷相同的階段，在布線圖上的裂縫或斷線是根據(jù)布線圖的形狀而發(fā)生的，如果布線圖的邊緣部急劇變化，該拐點(diǎn)處發(fā)生焊接時(shí)超聲波以及加熱引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象，該拐點(diǎn)部分的電解銅的顆粒構(gòu)造就變化，因?yàn)樵诖执蠡说你~粒子表面上的結(jié)合力減小，而產(chǎn)生裂縫或斷線。因此，通過合理設(shè)計(jì)布線圖的形狀，避免焊接時(shí)的超聲波及加熱引起的應(yīng)力集中于一點(diǎn)，從而可有效防止布線圖中裂縫或斷線的發(fā)生。而且，從上述結(jié)果明確地看出，裂縫或斷線的發(fā)生集中在布線圖的拐點(diǎn)，沒有拐點(diǎn)的近似直線狀的布線圖上就不產(chǎn)生裂縫或斷線，因此有必要至少在焊點(diǎn)到阻焊層之間，不讓布線圖的邊緣部形成急劇變化的拐點(diǎn)，即形成近似直線狀的布線圖，從而防止由焊頭發(fā)出的超聲波以及振動(dòng)能量而產(chǎn)生的熱應(yīng)力集中。
這里為了不發(fā)生裂縫或斷線，需要注意的是，當(dāng)布線圖的邊緣部以大于5度角交叉時(shí)，則發(fā)生應(yīng)力集中，并發(fā)生電解銅顆粒的再結(jié)晶化。并且，布線圖為曲線狀時(shí)，在彎曲部前后的接線最小交差角超過5度時(shí)確認(rèn)有應(yīng)力集中。
因此，本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶中，至少在上述區(qū)域中布線圖應(yīng)形成為近似直線；即便布線圖的邊緣部設(shè)有交差角、應(yīng)將布線圖設(shè)計(jì)成近似直線，并使其交差角小于5度。
上述焊頭發(fā)出的超聲波以及加熱導(dǎo)致斷線或裂縫的發(fā)生，是在從焊點(diǎn)BS到阻焊層15的邊緣部15a范圍的布線圖12上產(chǎn)生的斷線或裂縫的檢查中發(fā)現(xiàn)的；因?yàn)樯鲜龊割^發(fā)出的超聲波以及熱量以所形成的布線圖作為傳送媒介進(jìn)行傳播，故對(duì)阻焊層15的邊緣部15a的附近起著與上述相同的作用。但是，隨著遠(yuǎn)離結(jié)合點(diǎn)BP，應(yīng)力也隨之衰減，在距阻焊層15的邊緣部15a 1000μm之外，因阻焊層和絕緣膜間的挾持力大于應(yīng)力，則不發(fā)生應(yīng)力集中，因此，觀察不到因焊接而產(chǎn)生的裂縫或斷線。
在本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶中，上述距阻焊層15的邊緣部15a 1000μm的范圍內(nèi)，所形成的布線圖為近似直線狀，該范圍內(nèi)形成的布線圖中沒有形成急劇變化的拐點(diǎn)。
即，如圖6(f)～(j)中，形成對(duì)應(yīng)于圖5中(a)～(e)所示形態(tài)的布線圖，(g)～(j)中所示為在阻焊層15的下部布線圖中存在急劇變化的拐點(diǎn)的狀態(tài)。
上述布線圖的焊點(diǎn)BS使用相同于圖5中布線圖所用的裝置，加熱用平板40的加熱溫度為200℃，焊頭使用0.02秒發(fā)出最大輸出功率為“超聲波輸出功率3.1W、溫度200℃”的超聲波之后，使用有機(jī)溶劑溶解除去阻焊層15，檢查該阻焊層15下面的布線圖上是否存在裂縫或斷線時(shí)，形成焊接區(qū)和近似直線狀布線圖的如(f)所示布線圖12中，沒有產(chǎn)生斷線以及裂縫。而且，在向該布線圖施加超聲波前后，用電子顯微鏡觀察其電解銅的顆粒組織結(jié)構(gòu)，未發(fā)現(xiàn)顆粒組織結(jié)構(gòu)的變化。即，上述近似直線狀形成的布線圖12中，向焊接區(qū)13施加的超聲波不是向一處集中的，而是均勻作用在整體上，因?yàn)闊崮艿姆稚?，所以沒有產(chǎn)生裂縫或斷線。
與此相反，如圖6中(g)所示的布線圖中，發(fā)現(xiàn)在狹窄部分有斷線；如(h)所示布線圖中，布線圖在擴(kuò)展部分以近似直角彎曲，在該部分產(chǎn)生裂縫。而且，如(i)以及(j)所示布線圖中，確認(rèn)布線圖在急劇變化的拐點(diǎn)處產(chǎn)生裂縫。
而且，用電子顯微鏡觀察上述發(fā)生裂縫或斷線部分的布線圖截面時(shí)，確認(rèn)有與上述同樣的電解銅結(jié)晶顆粒再結(jié)晶成粗大化并變圓滑的狀態(tài)。上述裂縫或斷線的發(fā)生情況與沒有設(shè)置上述阻焊層15的區(qū)域相同。而且，隨著上述裂縫或斷線的發(fā)生，阻焊層中也產(chǎn)生裂縫的情況較多。
因上述超聲波而引起的裂縫或斷線的發(fā)生被發(fā)現(xiàn)在從阻焊層15的邊緣部15a開始1000μm范圍內(nèi)的區(qū)域(A-2)，在超過1000μm范圍的區(qū)域沒有發(fā)現(xiàn)因超聲波引起的裂縫以及斷線發(fā)生。
上述試驗(yàn)中，因?yàn)橛醚b置的最大輸出施加超聲波，裂縫以及斷線的發(fā)生率幾乎為100％。但是，使用金屬線進(jìn)行通常的引線接合焊接時(shí)，由于所施加的超聲波與上述所使用超聲波的輸出相比非常小，裂縫或斷線的發(fā)生率就變小。對(duì)于產(chǎn)生了裂縫或斷線的膜形載體(殘次品)，用電子顯微鏡觀察產(chǎn)生裂縫或斷線處時(shí)，有與上述一樣的電解銅結(jié)晶顆粒再結(jié)晶成粗大化并變圓滑的狀態(tài)。而且，產(chǎn)生裂縫或斷線的地點(diǎn)也與上述同樣，位于布線圖急劇變化的拐點(diǎn)附近。
因此，雖然其概率降低，但在布線圖上還會(huì)產(chǎn)生與施加高功率的超聲波相同的現(xiàn)象。為了確保電子元件之間的連接，通過將距焊點(diǎn)BS一定范圍內(nèi)的布線圖設(shè)計(jì)成近似直線狀，可以防止裂縫以及斷線的發(fā)生，從而可以降低次品率。
安裝電子元件用的薄膜載帶中的布線圖，設(shè)計(jì)時(shí)一般考慮到要安裝的電子元件的電極片位置，以及膜形載體上外部連接端子的位置。對(duì)于上述布線圖中產(chǎn)生裂縫或斷線的原因，沒有進(jìn)行嚴(yán)格的分析。因此在設(shè)計(jì)布線圖時(shí)，只考慮如何有效地利用有限的空間(絕緣膜上布線圖形成的空間)，而對(duì)于決定布線圖的形狀，并沒有考慮裂縫或斷線的產(chǎn)生概率，而且，如果使用具有一定厚度的電解銅箔，也沒有必要考慮因超聲波引起的斷線或裂縫的發(fā)生。
但是，最近電子元件的高集成度的要求下，電解銅箔明顯變薄。在這種現(xiàn)狀下，逐步弄清了以前認(rèn)為與裂縫或斷線的產(chǎn)生無(wú)關(guān)的超聲波也是發(fā)生裂縫或斷線的重要因素。本發(fā)明中安裝電子元件用的薄膜載帶具有的布線圖可以防止上述因超聲波引起的裂縫或斷線的產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明可以事先避免安裝電子元件后的電路不良的發(fā)生。
本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶在如上所述安裝電子元件21時(shí)，用導(dǎo)電性金屬細(xì)線25將電子元件21和膜形載體通過超聲波進(jìn)行引線接合焊接。本發(fā)明中安裝電子元件用的薄膜載帶，并不限定于如圖1～3所示安裝電子元件用的薄膜載帶。例如圖9(a)所示為具有以下形態(tài)的安裝電子元件用的薄膜載帶，絕緣膜11上形成切口，電子元件21配置在絕緣膜11上沒有形成布線圖12的一面上，而位于切口內(nèi)的電極片22通過焊接區(qū)13和導(dǎo)電性金屬細(xì)線25進(jìn)行連接。在上述安裝電子元件用的薄膜載帶中，將導(dǎo)電性金屬細(xì)線25焊接到焊接區(qū)13上時(shí)也使用超聲波，所以按照上述方法形成布線圖，可具有相同的效果。
而且，如圖9(b)所示為具有裝置孔(device hole)的安裝電子元件用的薄膜載帶，在這種情況下，電子元件21的電極片22與焊接區(qū)13，通過超聲波將導(dǎo)電性金屬細(xì)線焊接而形成連接，這里，將布線圖設(shè)計(jì)成如上所述的形狀，也可獲得相同的效果。
圖9(a)、(b)所示安裝電子元件用的薄膜載帶中，與圖1相同的部件均用相同的符號(hào)表示。
而且，一種安裝電子元件用的薄膜載帶，在安裝電子元件時(shí)，將內(nèi)部連接端子直接接觸電子元件的電極片，通過向內(nèi)部連接端子施加超聲波將內(nèi)部連接端子直接連接到電極片。在這種場(chǎng)合，將布線圖設(shè)計(jì)成如上所述的形狀，也可獲得相同的效果。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶，建立電子元件之間的連接時(shí)，向內(nèi)部連接端子施加超聲波，在布線圖上不容易產(chǎn)生斷線或裂縫。尤其使用薄電解銅箔形成布線圖的情況下，在布線圖上也很難發(fā)生斷線或裂縫。
而且，根據(jù)本發(fā)明，在阻焊層上也不容易產(chǎn)生裂縫等。
權(quán)利要求
1.一種安裝電子元件用的薄膜載帶，其中，在絕緣膜表面，具有內(nèi)部連接端子、外部連接端子以及連接這些連接端子的配線，涂覆阻焊層并使該連接端子露出，在安裝電子元件時(shí)，通過向該內(nèi)部連接端子施加超聲波，建立電子元件的連接端子與內(nèi)部連接端子之間的連接；其特征在于，從所述阻焊層引出的內(nèi)部連接端子與電子元件的連接端子連接的部分到阻焊層的邊緣部之間，以及距所述阻焊層的被涂覆阻焊層的邊緣部1000μm的范圍內(nèi)，被阻焊層保護(hù)的部分的配線形成近似直線狀。
2.如權(quán)利要求1所述的安裝電子元件用的薄膜載帶，其特征在于，上述內(nèi)部連接端子具有焊接區(qū)，使用導(dǎo)電性金屬細(xì)線將電子元件的連接端子和所述焊接區(qū)通過引線接合焊接進(jìn)行連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的安裝電子元件用的薄膜載帶，其特征在于，上述內(nèi)部連接端子的連接部分至阻焊層的邊緣部之間，以及距所述阻焊層的被涂覆了阻焊層的邊緣部1000μm的范圍內(nèi)，被阻焊層保護(hù)的部分的配線沒有急劇變化的拐點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的安裝電子元件用的薄膜載帶，其特征在于，上述內(nèi)部連接端子、外部連接端子以及連接兩者的配線形成的布線圖是，通過有選擇地腐蝕電解銅箔形成的；至少形成所述內(nèi)部連接端子以及配線的電解銅箔的結(jié)晶構(gòu)造，在引線接合焊接之前和引線接合焊接之后，具有同一性。
5.如權(quán)利要求4所述的安裝電子元件用的薄膜載帶，其特征在于，上述布線圖是通過有選擇地腐蝕平均厚度為5～35μm的電解銅箔而形成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種安裝電子元件用的薄膜載帶，在絕緣膜表面，具有連接內(nèi)部連接端子、外部連接端子以及連接它們的連接端子的配線，為露出該連接端子涂覆阻焊層，在安裝電子元件時(shí)，通過向該內(nèi)部連接端子施加超聲波，建立電子元件的連接端子與內(nèi)部連接端子的連接；從該阻焊層引出的內(nèi)部連接端子與電子元件的連接端子連接的部分到阻焊層的邊緣部之間，以及距該阻焊層的被涂覆阻焊層的邊緣部1000μm的范圍內(nèi)，被阻焊層保護(hù)部分的配線形成近似直線狀；具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的安裝電子元件用的薄膜載帶在施加超聲波時(shí)沒有應(yīng)力集中，所以在布線圖上不容易產(chǎn)生裂縫或斷線。
文檔編號(hào)H01L21/60GK1711631SQ20038010304
公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2003年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者片岡龍男, 五月女弘幸 申請(qǐng)人:三井金屬礦業(yè)株式會(huì)社