专利名称：局部电镀系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及了一种局部电镀系统，尤其是涉及了一种用于局部电镀TAB带和导线框的技术。
近年来，随着电子设备要求的日益小型化，装在电子设备中的半导体组合件已做成更小的尺寸。这种更致密的半导体组合件的一种类型是条状载体组合件(TCP)。TCP是在上面形成铜箔导线的聚酰亚胺薄膜或其它支承物。铜箔导线和半导体器件的终端连接一起，然后整个部件用树脂密封。
图13A是聚酰亚胺薄膜一部分的平面视图，上面形成了这种铜箔导线。如图13A所示，许多铜箔导线102,102…形成在聚酰亚胺薄膜101上。以下把在上面形成许多铜箔导线102,102…的聚酰亚胺薄膜称为条状自动化连接(TAB)带106。图13B是这种铜箔导线的放大视图。如图所示，铜箔导线102包括内导线102a，外导线102b，测试垫102c，以及连接上述各要素的部分。
其中，内导线102a朝着聚酰亚胺薄膜101中的器件孔104突出。另一方面，外导线102b形成在相应于聚酰亚胺薄膜101中窗口孔105的位置上。
用内导线连接把按此方式形成的TAB带106与大规模集成电路(LSI)或其它半导体器件(图中未示)连接。在这种内导线连接中，半导体器件的突出点(图中未示)和内导线102a热压在一起来电连接突出点和内导线102a。在按此方式安装了半导体器件之后，用树脂密封半导体器件和自窗口孔105以内的聚酰亚胺薄膜101部分。
但是，当半导体器件的突出点用金制成时，内导线102a上与金突出点热压的部分最好镀金。这是因为如果它们镀金，则金镀层和金突出点中所含的金相互熔化，提高了内导线102a和金突出点连接的可靠性。因此，一般做法是在聚酰亚胺薄膜101上形成铜箔导线102之后，对铜箔导线102镀金。
以下参照图15来说明用于这种电镀过程的一种相关技术的电镀系统。
图15是按照相关技术的一种全部电镀系统透视图。相关技术的电镀系统107包括一个喷射箱108，一个设在上述喷射箱内的喷嘴109，以及一个阳极板110。由于与形成在聚酰亚胺薄膜101上的输送孔103,103…(参见图13A)配合的滚轮(图中未示)的驱动，朝着图中箭头所示的输送方向输送TAB带106。在保持其表面为垂直平面的状态下输送TAB带106(以下称为“垂直输送”)。应注意到，在喷射箱108的TAB带106输入区和输出区上形成缝隙108a,108a。
当TAB带106输送到电镀系统107时，从喷嘴109喷射出电镀溶液，电镀溶液充满了喷射箱108内部。如果采用TAB带106的铜箔导线102作为阴极，在此状态下把电流送到铜箔导线102和阳极板110，则铜箔导线102将被镀金。
但是如上所述，在铜箔导线102中需要镀金的部分是内导线102a。其余部分不需要镀金。然而按照相关技术的电镀系统，被供应电流的铜箔导线102的所有部分最终均被镀金。如果不需要镀金的部分均按此方式镀金，则浪费地使用了昂贵的金，产生了电镀过程成本较高的问题。
本发明的一个目的是提供一种局部电镀系统，能够只在TAB带的内导线上镀金。
为了达到上述目的，按照本发明的第一特征，提供了一种局部电镀系统，它设有一个具有相应于TAB带电镀区和水平设置的开口的掩模；一个使TAB带朝着掩模下降的升降装置；以及一个把TAB带压到掩模上的加压装置；电镀溶液从开口之下朝着开口喷射来电镀电镀区。
按照本发明的第二方面特征，提供了具有本发明第一特征的局部电镀系统，其中掩模在其表面上设有与TAB带配合孔配合的导向销，并且放在底座上使得能够环绕预定的基准位置沿水平面滑动。
按照本发明的第三特征，提供了具有本发明第二特征的局部电镀系统，其中在升降装置和底座之间设有一个偏压件，以及升降装置被偏压离开底座。
按照本发明的第四特征，提供了具有本发明第一到第三特征中任意一个的局部电镀系统，它还设有一个输送装置，当局部电镀系统在一个电镀作业中电镀了一定长度的TAB带之后，沿纵向正好输送TAB带一个预定的长度。
按照本发明的第五特征，提供了具有本发明第一到第四特征中任意一个的局部电镀系统，其中升降装置上设有一个导向装置，在沿纵向输送TAB带时使用。
以下说明本发明的工作模式。
按照本发明的局部电镀系统，设有一个掩模，它具有一个相应于TAB带电镀区和水平设置的开口。由升降装置朝着掩模下降TAB带，然后由加压装置把它压紧在掩模上，从而在带表面保持水平面的状态下把带压紧在掩模上。
在按这种方式压紧掩模的状态下，TAB带的电镀区从开口露出。如果在此状态下从开口之下朝着开口喷射电镀溶液，露出的电镀区将被电镀。此时，因为不属于电镀区的TAB带部分被掩模覆盖，这些部分不会被电镀。因此，采用重复使用方式，在电镀溶液中的金或其它贵金属不会被浪费使用，可以降低电镀过程的成本。
另外，由于掩模水平放置和TAB带保持在水平面上，TAB带被电镀成均匀的厚度。也就是说，如果TAB带保持在水平面上，则电镀溶液在喷射后不会沿电镀区表面流动。附着的电镀溶液量变得均匀，因此电镀厚度变得均匀。
另外，按照本发明另一特征的局部电镀系统，在掩模表面上设有与TAB带配合孔配合的导向销。此时，掩模放在底座上使得能够环绕预定基准位置沿水平面滑动。按照这一点，由于导向销与TAB带的配合孔配合，掩模的开口和TAB带的电镀区将对准定位，可以防止不属于电镀区的部分被电镀。
另外，由于放置掩模使得能够沿水平面滑动，当导向销进入TAB带的配合孔时，可以减少作用在TAB带上力的大小。因此，即使输送到局部电镀系统的TAB带长度稍长于掩模不能滑动的情形，作用在TAB带上力的大小永远不会变得大于掩模不能滑动的情形。由此，与掩模不能滑动的情形比较，可以增加在单个电镀作业中TAB带的电镀长度。
本发明的局部电镀系统还适用于一个导线框的局部电镀，其中把导向销与导线框的配合孔配合，使导线框与掩模对准，使得只有如内部导线模垫或头部的所选择部分受到电镀。
根据参照附图给出的以下描述，本发明的这些和其它目的和特性将会更加明显，其中图1是按照本发明实施例的一种局部电镀系统主要部分的部分剖开透视图；图2A和图2B是按照本发明实施例的一种局部电镀系统的掩模和底座放大剖视图；图3是按照本发明实施例的一种局部电镀系统的功能框图；图4是从图1中A侧看的按照本发明实施例的一种局部电镀系统剖视图；从图5到图10表示了按照本发明实施例的一种局部电镀系统进行局部电镀过程的步骤；图11是按照本发明实施例的一种局部电镀系统进行局部电镀过程的流程图；图12是当采用弹簧偏压底座和升降/导向装置时，按照本发明实施例的一种局部电镀系统中底座和升降/导向组件的剖视图；图13A和图13B是TAB带的平面视图和部分放大的平面视图；图14是对于带BGA的带平面视图；以及图15是相关技术的全部电镀系统的透视图。
以下将参照附图详细说明按照本发明的一种局部电镀系统。
图1是按照本发明的一种局部电镀系统主要部分的部分剖开透视图。
如图1所示，按照本发明的局部电镀系统1一般包括一个掩模Ⅰ，一个升降/导向装置组件Ⅱ(升降装置)和一个加压组件Ⅲ(加压装置)。另外，TAB带106在其表面处于水平面的状态下被输送到局部电镀系统1(以下称为“水平输送”)。应注意到，图中大箭头表示了TAB带106的输送方向。它与TAB带106的纵向相符合。
上述掩模Ⅰ上设有一个由橡胶或其它弹性体制成的掩模样板9。另外，该掩模样板9上设有许多开口9a,9a…，它相应于TAB带106的电镀区并划分了电镀区。这里，“电镀区”意味着需要镀金的TAB带106区域(参见图13A)。具体地说，它们是把内导线102a包括在内的基本为矩形的区域。形状和尺寸基本上与器件孔104相符合。
与图中未表示的电源连接的阴极送进板10,10设在掩模样板9的两侧。阴极送进板10,10与在TAB带106上要电镀的铜箔导线102(参见图13A和13B)接触，并且采用铜箔导线102作为阴极。另外，阴极送进板10,10上设有导向销12,12，用于进入TAB带106的输送孔103(配合孔)中(参见图13A)。许多导向销12,12…沿着输送方向(X1-X2方向)按预定的间隔设在阴极送进板10,10上，从而相应于输送孔103(在图1中可以看到其中的两个)。导向销12,12…的功能是依靠与输送孔103的配合，使TAB带106的电镀区和掩模样板9的开口9a相互定位。
另外，掩模样板9和阴极送进板10,10均螺接到一块支撑板13上。支撑板13和掩模样板9和阴极送进板10,10构成了掩模Ⅰ。掩模Ⅰ放在底座14上，使得能够环绕预定的基准位置沿水平面(X1-Y1平面)滑动。将参照图2A和2B来说明这一点。
图2A和2B是从输送方向看的掩模Ⅰ和底座14的放大剖视图。如图2A和2B所示，阴极送进板10,10和支撑板13上均形成通孔21。另外，与通孔21连通的螺纹孔14a设在通孔21之下的底座14中。一个掩模紧固螺钉11通过通孔21，然后把紧固螺钉11的螺纹区拧入螺纹孔14a。应注意到，沿输送方向按预定间隔设置了许多掩模紧固螺钉11。
掩模紧固螺钉11的头部直径大于通孔21的直径D2。由此，限制了掩模Ⅰ沿垂直方向的运动。另一方面，掩模紧固螺钉11的螺纹区直径D1小于通孔21的直径D2，从而在掩模紧固螺钉11和通孔21之间形成一个间隙。因此，正由于这个间隙，掩模Ⅰ可以自由地沿水平方向运动。换句话说，把掩模Ⅰ放在底座14上使得能够环绕掩模紧固螺钉11的位置(基准位置)滑动。
再参照图1，包括一块保护板16和一块阳极板17的阳极喷嘴板22设在掩模Ⅰ之下。在本实施例中，采用聚氯乙烯板作为保护板16。另外，采用不锈钢板作为阳极板17。其中，阳极板17的功能是在电镀时作为阳极。另外，保护板16的功能是防止从下上升的电镀溶液与阳极板17直接接触和腐蚀阳极板17。
另外，在相应于掩模样板9的开口9a位置上，在阳极喷嘴板22上设有喷嘴15,15…。电镀溶液通过这些喷嘴15,15…上升，并且从前端喷射到TAB带106的电镀表面上。此时，电镀溶液只可以喷射到从开口9a露出的TAB带106部分，因此可按照开口9a的尺寸和形状来设置喷嘴15,15…。在本实施例中，对于一个开口9a设有4四个喷嘴15,15…(在图1中仅可以看到四个中的两个)。另外，例如可采用聚氯乙烯管作为喷嘴15,15…。
在上述阳极喷嘴板22之下设有一块形成许多小孔18a,18a…的孔板18。这些小孔18a,18a…的功能是使得从下上升的电镀溶液流动均匀，从而使得从喷嘴15的电镀溶液喷射均匀。由此，可以电镀TAB带106得到均匀的电镀厚度。
应注意到，孔板18装在喷射箱19内。在喷射箱19底部形成一个电镀溶液送进口19a，用于把电镀溶液供应到内部。
在掩模Ⅰ之上设置了一个升降/导向组件Ⅱ，它包括许多支持件8,8…和用螺钉7,7…连接它们的连接杆6,6。这里，支持件8,8…的前端上设有导向槽8a，用于接纳TAB带106的周边和沿输送方向引导TAB带106。应注意到，沿输送方向按预定间隔设置了许多支持件8,8…。
升降/导向组件Ⅱ连接到一个沿垂直方向驱动升降的致动器(图中未示)，因此可以沿垂直方向上升和下降。另外，TAB带106也可随着升降/导向组件Ⅱ的运动沿垂直方向上升和下降。
在升降/导向组件Ⅱ之上设置了一个加压组件Ⅲ，它包括一个加压块2和一个衬垫3。在它上面还设置了一块上底板20和一个设在上底板上的致动器4。应注意到，上底板20固定到局部电镀系统1的图中未示的外壳上。
致动器4与升降轴5的一端连接。升降轴5的另一端与加压块2连接。致动器4驱动升降轴5沿垂直方向升高或降低，由此驱动加压组件Ⅲ沿垂直方向升高或降低。
衬垫3的功能是加压TAB带106的背面(与电镀表面相反的一侧)，使得当加压组件Ⅲ下降(Z2方向)时把TAB带106的电镀表面压到掩模样板9上。如果掩模样板9被压到使得TAB带106电镀表面和掩模样板9之间不形成间隙，则可以防止电镀溶液进入不属于电镀区的TAB带106部分。特别是，如果采用弹性体作为衬垫3，可以把TAB带106按需要压紧在掩模样板9上。在本实施例中，衬垫3用硅橡胶或其它橡胶、海绵等制成。
由图3所示的控制器23控制上述升降/导向组件Ⅱ和加压组件Ⅲ的运动。图3是按照本实施例的局部电镀系统的功能框图。图3所示的控制器23控制了致动器4或驱动升降/导向组件Ⅱ垂直运动的致动器(图中未示)，由此控制了升降/导向组件Ⅱ和加压组件Ⅲ的运动。
另外，图3所示的一个带送进器24(送进装置)把TAB带106送入局部电镀系统1。具体地说，控制器23控制着带送进器24沿输送方向正好送进一定长度的TAB带106。当这个长度完成电镀时，相同长度的新TAB带106送到局部电镀系统1。换句话说，带送进器24间歇地送进TAB带106，由单个电镀作业来电镀这个TAB带106的长度。
以下参照图4来说明按照本发明的局部电镀系统。图4是从图1中A侧看的局部电镀系统1剖视图。
如图4所示，一个导向轴24固定到加压块2上。通过上底板20的导向孔20a插入这个导向轴24。这个导向轴24引导加压块2的上下运动，使得加压块不会倾斜。
另外，加压块2的后端上形成一个定位孔2a，设在底座14上的衬垫定位销25可进入其中。当加压组件Ⅲ朝下降低(Z2方向)时，衬垫定位销25进入定位孔2a，由此把衬垫3引导到预定位置。
图4中的实心箭头表示了电镀溶液的流动。首先把电镀溶液从电镀溶液送进口19a泵压到喷射箱19内部。然后用图中未表示的泵把它泵压通过孔板18，从喷嘴15前端喷射。然后已喷射的电镀溶液朝着图中右侧(X1方向)前进，最后从电镀溶液排放口19b排到外面。然后由图中未表示的泵把排到外面的电镀溶液再输送到电镀溶液送进口19a，并且再从那里供应到局部电镀系统1中。
以下参照图5到图11来说明局部电镀系统1进行局部电镀的操作。图5到图10是从输送方向看进行电镀的局部电镀系统1剖视图。应注意到，在这些图中，以下不需说明的构件已被略去。另外，图11是局部电镀系统1的电镀操作流程图。
首先，在电镀之前，整个系统处于如图5所示状态。在此状态下，加压组件Ⅲ处于最高位置。以下这个加压组件Ⅲ的最高位置称为“待用位置”。另一方面，升降/导向组件Ⅱ处于TAB带106朝输送方向输送的高度位置。在这个高度位置上，TAB带106可以沿输送方向自由运动而不会干扰掩模Ⅰ或加压组件Ⅲ。以下这个升降/导向组件Ⅱ高度位置称为“输送位置”。
以下如图6所示，升降/导向组件Ⅱ朝下降低(Z2方向)(步骤S1)。由此，TAB带106朝下降低，导向销12进入输送孔103(参见图13A)。此时，导向销12与输送孔103的内壁接触，TAB带106和掩模样板9被校正定位，使得TAB带106的电镀区对准掩模样板9的开口9a。换句话说，在图6所示的步骤中，TAB带106的电镀区和掩模样板9的开口9a相互定位。此时升降/导向组件Ⅱ的高度位置以下称为“定位位置”。
由于这个步骤，在后面步骤中可防止不属于电镀区的部分被电镀，或者防止电镀区没有按需要电镀。
另外，如上所述，掩模Ⅰ放在底座14上使得能够环绕掩模紧固螺钉11的位置(基准位置)滑动。因此，在这个过程中，不仅TAB带106，而且掩模Ⅰ被校正成使电镀区和开口对准。
本发明人发现由于按这种方式使掩模Ⅰ滑动，在单个电镀作业中电镀TAB带106的长度大于掩模Ⅰ不能滑动的情形。这说明如下。
首先，如果掩模不能滑动，当导向销12与输送孔103的内壁接触时，由TAB带106沿水平面(X1-Y1平面)的位置偏移来释放在它们之间作用的力。
另一方面，如果掩模Ⅰ可以滑动，当导向销12与输送孔103的内壁接触时，由TAB带106和掩模Ⅰ沿水平面的位置偏移来释放在它们之间作用的力。由于掩模Ⅰ沿水平面滑动，在TAB带106上作用的力小于掩模Ⅰ不能滑动的情形。因此，此时作用在TAB带106单位长度上的力变得小于掩模Ⅰ不能滑动的情形。
另外，同时在上述两者情形中，输送到局部电镀系统的TAB带106的长度(单个电镀作业电镀的长度)愈长，则作用在TAB带106上的力愈大。但是，作用在TAB带106上的力最好尽可能小，以防止TAB带106的变形。
另外，由于设计了如上所述的系统，使得掩模Ⅰ可以如本实施例中那样滑动，即使增加由单个电镀作业来电镀的TAB带106长度，仍可以保持作用在TAB带106上的力很小。也就是说，与掩模Ⅰ不能滑动的情形比较，在本实施例中，可以增加由单个电镀作业来电镀的TAB带长度。
根据本发明人完成的实验，如果掩模Ⅰ能够滑动，可以由单个电镀作业来电镀的TAB带长度约为掩模Ⅰ不能滑动情形的两倍。由此，相对于掩模Ⅰ不能滑动的情形，可以提高局部电镀系统1的生产率。
这里，为了得到这种动作和效果，需要保证把TAB带106水平输送到局部电镀系统1，以及把掩模Ⅰ水平放置。这是因为如果像在相关技术中那样把TAB带106垂直输送，则掩模Ⅰ也不得不作成垂直来符合它。如果这样做，由于掩模Ⅰ所固有的重量，掩模Ⅰ和TAB带106不能按需要定位。
在TAB带106电镀区和掩模样板9的开口9a按这种方式定位之后，进行图7所示的过程(步骤2)。在这个过程中，下降处于待用位置的加压组件Ⅲ，用衬垫3来压紧TAB带106的背面。以下加压组件Ⅲ的这个高度位置称为“加压位置”。
在这个过程中，位于S1步骤的TAB带106和掩模样板9压在一起，掩模样板9的开口9a划分了TAB带106的电镀区。
以下如图8所示，电镀溶液被泵压向上并从喷嘴15喷出(步骤3)。由此，把电镀溶液喷射到从掩模样板9开口9a露出的TAB带106电镀区上，电镀区被镀金。此时，不属于电镀区的TAB带106部分被掩模样板9覆盖，使得不属于电镀区的部分不会像过去那样被电镀。因此，采用重复使用方式，不会浪费使用昂贵的金，可以减少电镀过程的成本。
另外，由于把TAB带106设在水平面上和朝下面对着电镀区，在喷射后电镀溶液不会沿电镀区表面流动，在电镀区中附着的电镀溶液量变得均匀，因此电镀厚度可以变得均匀。
以下如图9所示，电镀溶液泵压停止。然后使加压组件Ⅲ上升到这个高度位置上待用(步骤4)。此时，由于TAB带106和掩模样板9之间保留的电镀溶液的表面张力，它们处于紧密接触。
以下如图10所示，使升降/导向组件Ⅱ上升到输送位置的高度(步骤5)。由此，分开了紧密接触的TAB带106和掩模样板9。以下重复从图5到图10的步骤。
如上所述，采用了一个图中未示的致动器来驱动升降/导向组件Ⅱ的升降。但本实施例并不限制这一点。例如，甚至当采用图12所示的升降/导向组件Ⅱ时，也可以具有与上述相似的动作和效果。在图12所示的局部电镀系统1中，在底座14和升降/导向组件Ⅱ之间设有弹簧26(偏压件)。另外，这些弹簧沿着从底座离开的方向偏压升降/导向组件Ⅱ。应注意到，如果采用这种升降/导向组件Ⅱ，在加压块2上设有突起2b。
在升降/导向组件Ⅱ中，当加压组件Ⅲ下降时，突起2b靠在支持件8上，由此下压支持件8。因此，不需要用致动器来驱动升降/导向组件Ⅱ升降。因此，由于没有这个致动器，可以减少局部电镀系统1的生产成本。另外，除了这一点，可以同时进行图9所示的步骤和图10所示的步骤。也就是说，如果使加压组件Ⅲ上升到如图9所示，弹簧26的弹性力自然使升降/导向组件Ⅱ上升到输送位置，TAB带106和掩模样板9被分离。由此，如果采用图12所示的升降/导向组件Ⅱ，可以简化电镀过程。
应注意到，本实施例的TAB带除了图13A所示的TAB带106之外，还包括了如图14所示的用于条状球格阵(BGA)的带203。
在BGA带中，把连接到聚酰亚胺薄膜201上的铜箔构图成线路模式202。聚酰亚胺薄膜201上形成通孔201a,201a…。线路模式的垫202b,202b…形成在通孔201a,201a…的开口端。把垫202b,202b…与钎焊突出点连接，形成通过通孔201a,201a…的外部接线端。
然后用线路模式202的导线连接部分202a,202a…和金线连接所安装的半导体元件(图中未示)。然后，由本实施例的局部电镀系统1用金来局部电镀导线连接部分202a,202a…。
综合本发明的效果，如上所述，按照本发明的局部电镀系统，由于用掩模划分了TAB带的电镀区，不属于电镀区的TAB带部分不被电镀。因此，采用重复使用方式，不会浪费使用电镀溶液中的金或其它费钱的贵金属，可以减少电镀过程的成本。
另外，由于在水平状态下电镀TAB带，可以抑制电镀区中电镀厚度的变化。
另外，由于在掩模表面上设有导向销来与TAB带的配合孔配合，可以使TAB带的电镀区和掩模开口相互定位，防止了不属于电镀区部分的电镀。
另外，在这种情形下，由于把掩模放在底座上使得能够环绕预定基准位置沿水平面滑动，可以在定位时减小作用在TAB带上的力。由此，与掩模不能滑动的情形比较，可以增加单个电镀作业电镀的TAB带长度。
尽管已经参照了选用于举例说明的专门实施例来描述本发明，应该很明显，熟悉该技术的人员可以对此作出许多修改而不偏离本发明的基本概念和范围。
权利要求
1．一种局部电镀系统，它设有一个具有相应于TAB带电镀区和水平设置的开口的掩模；一个使上述TAB带朝着上述掩模下降的升降装置；以及一个把TAB带压到上述掩模上的加压装置；电镀溶液从上述开口之下朝着上述开口喷射来电镀上述电镀区。
2．如在权利要求1的一种局部电镀系统，其特征在于上述掩模在其表面上设有与上述TAB带配合孔配合的导向销，并且放在底座上使得能够环绕预定的基准位置沿水平面滑动。
3．如在权利要求2的一种局部电镀系统，其特征在于在上述升降装置和上述底座之间设有一个偏压件，以及上述升降装置被偏压离开上述底座。
4．如在权利要求1到3中任一条的一种局部电镀系统，它还设有一个输送装置，当局部电镀系统在一个电镀作业中电镀了一定长度的TAB带之后，沿纵向正好输送上述TAB带一个预定的长度。
5．如权利要求1到3中任一条的一种局部电镀系统，其特征在于上述升降装置上设有一个导向装置，在沿纵向输送上述TAB带时使用。
6．如在权利要求1到3中任一条的一种局部电镀系统，其特征在于上述TBA带用一个导线框替代。
全文摘要
一种能够只对TAB框的内导线镀金的局部电镀系统,它设有一个具有相应于TAB框电镀区和水平设置的开口的掩模;一个使TAB框朝着掩模下降的升降装置;以及一个把TAB框压到掩模上的加压装置;电镀溶液从开口之下朝着开口喷射来电镀电镀区。
文档编号H01L23/495GK1326016SQ01117168
公开日2001年12月12日 申请日期2001年4月27日 优先权日2000年4月27日
发明者岩本茂树 申请人:新光电气工业株式会社