JP2004006523A - Ｃｏｆフィルムキャリアテープ - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁体層が加熱ツールやステージに熱融着することがなく、ＩＣチップ実装ラインの信頼性及び生産性を向上させるＣＯＦフィルムキャリアテープを提供する。
【解決手段】絶縁層１２と、この絶縁層１２の一方面に積層された導体層をパターニングした配線パターン２１とを具備し、前記配線パターン２１には電子部品の金バンプと接合するインナーリード２１ａが設けられたＣＯＦフィルムキャリアテープにおいて、前記インナーリード２１ａが設けられた領域の前記絶縁層１２に他の領域より厚さが相対的に薄い薄肉部２５を具備する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣあるいはＬＳＩなどの電子部品を実装するＣＯＦフィルムキャリアテープに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロニクス産業の発達に伴い、ＩＣ（集積回路）、ＬＳＩ（大規模集積回路）等の電子部品を実装するプリント配線板の需要が急激に増加しているが、電子機器の小型化、軽量化、高機能化が要望され、これら電子部品の実装方法として、最近ではＴＡＢテープ、Ｔ−ＢＧＡテープ、ＡＳＩＣテープ等の電子部品実装用フィルムキャリアテープを用いた実装方式が採用されている。特に、パーソナルコンピュータ、携帯電話等のように、高精細化、薄型化、液晶画面の額縁面積の狭小化が要望されている液晶表示素子（ＬＣＤ）を使用する電子産業において、その重要性が高まっている。
【０００３】
また、より小さいスペースで、より高密度の実装を行う実装方法として、裸のＩＣチップをフィルムキャリアテープ上に直接搭載するＣＯＦ（チップ・オン・フィルム）が実用化されている。
【０００４】
このＣＯＦに用いられるフィルムキャリアテープはデバイスホールを具備しないので、導体と絶縁層とが予め積層された積層フィルムが用いられ、位置決めパターンは導体のみに形成されるため、ＩＣチップの配線パターン上への直接搭載の際には、絶縁層を透過して視認される位置決めパターンを介して位置決めが行われ、その状態で加熱ツールによりＩＣチップと、配線パターンのインナーリードとの接合が行われる。すなわち、一般的には、ＩＣチップの金バンプと錫メッキの配線パターンとを金−錫共晶により、又は金バンプと金メッキの配線パターンとを熱圧着することにより接合する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＩＣチップの実装は、絶縁層が加熱ツール又はステージに直接接触した状態で行われるが、この状態で加熱ツールによりかなり高温、例えば、４００℃程度に加熱されるので、絶縁層がステージ又は加熱ツールに融着する現象が生じ、インナーリードの剥がれやテープの変形が生じるという問題がある。また、加熱ツールと融着した場合には、インナーリードのフォーミング不良が発生し、ＩＣとインナーリードとのショートの発生、又は装置の停止のような問題が発生し、信頼性、生産性を阻害するという問題があった。
【０００６】
一方、加熱ツールの温度を熱融着が生じない程度まで低くすると、十分な接合強度が得られないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、絶縁層が加熱ツールやステージに熱融着することがなく、ＩＣチップ実装ラインの信頼性及び生産性を向上させるＣＯＦフィルムキャリアテープを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、絶縁層と、この絶縁層の一方面に積層された導体層をパターニングした配線パターンとを具備し、前記配線パターンには電子部品の金バンプと接合するインナーリードが設けられたＣＯＦフィルムキャリアテープにおいて、前記インナーリードが設けられた領域の前記絶縁層に他の領域より厚さが相対的に薄い薄肉部を具備することを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープにある。
【０００９】
かかる第１の態様では、インナーリードが設けられた領域に薄肉部が設けられているので、電子部品の実装時に薄肉部を介してインナーリードと金バンプとの接合部へ熱を良好に伝達することができ、必要以上に加熱することなく良好な接合強度が得られる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記インナーリードは、表面に錫メッキ又は金メッキを有し、前記電子部品の金バンプと金−錫共晶又は金−金熱圧着層により接合されることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープにある。
【００１１】
かかる第２の態様では、薄肉部を介して加熱することにより、インナーリードと金バンプとの接合部へ熱を良好に伝達することができ、必要以上に加熱することなく良好な接合強度を有する金−錫共晶又は金−金熱圧着層が形成できる。ここで、金−金熱圧着層とは、金同士が熱圧着されて一体的に形成された接合層をいう。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記薄肉部は、前記金−錫共晶又は金−金熱圧着層とするための加熱ツールが少なくとも挿入される大きさを有することを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープにある。
【００１３】
かかる第３の態様では、薄肉部に加熱ツールを挿入して加熱することにより、電子部品の実装時に薄肉部を介してインナーリードと金バンプとの接合部へ熱を良好に伝達することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記絶縁層が、前記導体層にポリイミド前駆体樹脂溶液を塗布した後、乾燥・硬化することにより形成されたものであることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープにある。
【００１５】
かかる第４の態様では、ポリイミドからなる絶縁層を有するＣＯＦフィルムキャリアテープとなる。
【００１６】
本発明の第５の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記絶縁層が、前記導体層に熱圧着された熱可塑性樹脂層及び絶縁フィルムにより形成されたものであることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープにある。
【００１７】
かかる第５の態様では、熱可塑性樹脂層及び絶縁フィルムにより絶縁層が導体層上に形成される。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記絶縁層が、前記導体層に熱圧着された熱硬化性樹脂層及び絶縁フィルムにより形成されたものであることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープにある。
【００１９】
かかる第６の態様では、熱硬化性樹脂層及び絶縁フィルムにより絶縁層が導体層上に形成される。
【００２０】
本発明の第７の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記導体層が、前記絶縁層にスパッタされた密着強化層及びこの上に設けられた銅メッキ層からなることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープにある。
【００２１】
かかる第７の態様では、絶縁層上にニッケルなどの密着強化層及び銅メッキ層からなる導体層が形成される。
【００２２】
本発明の第８の態様は、第１〜７の何れかの態様において、前記薄肉部の厚さ（μｍ）と熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））との積である係数が３．６以下であることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープにある。
【００２３】
かかる第８の態様では、薄肉部の前記係数が所定の範囲にあるので、電子部品の実装時に薄肉部を介してインナーリードと金バンプとの接合部へ熱を良好に伝達することができる。
【００２４】
本発明の第９の態様は、第１〜８の何れかの態様において、前記薄肉部の厚さが、５〜３０μｍであることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープにある。
【００２５】
かかる第９の態様では、薄肉部が所定の範囲の厚さからなるので、電子部品の実装時に薄肉部を介してインナーリードと金バンプとの接合部へ熱を良好に伝達することができる。
【００２６】
本発明の第１０の態様は、絶縁層と、この絶縁層の一方面に積層された導体層をパターニングした配線パターンとを具備し、前記配線パターンには電子部品の金バンプと接合するインナーリードが設けられたＣＯＦフィルムキャリアテープにおいて、前記絶縁層の厚さ（μｍ）と熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））との積である係数が３．６以下であることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープにある。
【００２７】
かかる第１０の態様では、絶縁層の前記係数が所定の範囲にあるので、電子部品の実装時にインナーリードと金バンプとの接合部へ熱を良好に伝達することができる。
【００２８】
本発明の第１１の態様は、第１０の態様において、前記絶縁層の厚さが、５〜３０μｍであることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープにある。
【００２９】
かかる第１１の態様では、薄肉部の前記係数が所定の範囲にあるので、電子部品の実装時に薄肉部を介してインナーリードと金バンプとの接合部へ熱を良好に伝達することができる。
【００３０】
本発明のＣＯＦ用積層フィルムに用いられる導体層と絶縁層との積層フィルムとしては、ポリイミドフィルムなどの絶縁フィルムにニッケルなどの密着強化層をスパッタした後、銅メッキを施した積層フィルムを挙げることができる。また、積層フィルムとしては、銅箔にポリイミドフィルムを塗布法により積層したキャスティングタイプや、銅箔に熱可塑性樹脂・熱硬化性樹脂などを介し絶縁フィルムを熱圧着した熱圧着タイプの積層フィルムを挙げることができる。本発明では、何れを用いてもよい。
【００３１】
また、絶縁層に設けられる薄肉部は、加熱ツールと絶縁層とが熱融着しない程度の温度で接合しても熱が接合部に十分に伝達して十分な接合強度が得られる程度の厚さにする。すなわち、厚さ（μｍ）と熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））との積である係数が３．６以下、好ましくは３程度になるような厚さ及び材質を設定すればよい。絶縁層としてポリイミドフィルムを用いる場合には、５〜３０μｍ、好ましくは２５μｍ程度とするのが好ましい。
【００３２】
なお、製造プロセスにおいて作業性が確保できるのであれば、絶縁層全体を薄いものとしてもよい。すなわち、従来、３５〜４０μｍ程度の厚さのポリイミドフィルムを用いていたところを、２０〜３０μｍとすることにより、加熱ツールを熱融着が生じがたい３５０℃程度の温度としても十分な接合強度を得ることができる。
【００３３】
ここで、薄肉部の加工方法は特に限定されないが、例えば、レーザー加工又は化学的エッチング等により形成することができる。また、加工時期も特に限定されず、電子部品の実装前に行えばよく、フィルムキャリアテープの製造工程の最初に行ってもよく、製造工程の途中で行ってもよく、最終段階で行ってもよい。
【００３４】
なお、薄肉部の領域は、少なくともインナーリード、すなわち、接合端子部が並設された領域に設ければよく、加熱ツールが接触する範囲に設ければよい。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るＣＯＦ用積層フィルム及びＣＯＦフィルムキャリアテープを実施例に基づいて説明する。
【００３６】
図１には、一実施形態に係るＣＯＦフィルムキャリアテープを、図２にはそのＣＯＦ用積層フィルムを示す。図１（ａ）、（ｂ）に示す本実施形態のＣＯＦフィルムキャリアテープ２０は、図２に示すように、銅箔からなる導体層１１とポリイミドフィルムからなる絶縁層１２とを具備するＣＯＦ用積層フィルム１０を用いて製造されたものである。図２は塗布法によるＣＯＦ用積層フィルム１０の製造方法の一例を示すもので、まず、銅箔からなる導体層１１上に（図２（ａ））、ポリイミド前駆体やワニスを含むポリイミド前駆体樹脂組成物を塗布して塗布層１２ａを形成し（図２（ｂ））、溶剤を乾燥させて巻き取る。次に、酸素をパージしたキュア炉内で熱処理し、イミド化して絶縁層１２とする（図２（ｃ））。
【００３７】
ＣＯＦフィルムキャリアテープ２０は、導体層１１をパターニングした配線パターン２１と、配線パターン２１の幅方向両側に設けられたスプロケットホール２２とを有する。また、配線パターン２１は、それぞれ、実装される電子部品の大きさにほぼ対応した大きさで、絶縁層１２の表面に連続的に設けられている。さらに、配線パターン２１上には、ソルダーレジスト材料塗布溶液をスクリーン印刷法にて塗布して形成したソルダーレジスト層２３を有する。なお、配線パターン２１の少なくともインナーリード２１ａに対応する領域には、電子部品の金バンプと金−錫共晶接合又は金−金熱圧着層接合できるメッキ層、例えば、錫メッキ、錫合金メッキ、金メッキ、金合金メッキ、あるいはこれに代わるメッキ層などが形成されている。
【００３８】
また、配線パターン２１のインナーリード２１ａに対応した領域の絶縁層１２の裏面には、薄肉部２５が設けられている。薄肉部２５は、絶縁層１２の他の領域より厚さが薄くなっている領域である。
【００３９】
なお、配線パターン２１に対応した領域に、折り曲げ用の薄肉部であるスリット２６を薄肉部２５と同様に設けてもよい。
【００４０】
このようにして製造されたＣＯＦフィルムキャリアテープ２０は、例えば、搬送されながらＩＣチップやプリント基板などの電子部品の実装工程に用いられ、ＣＯＦ実装される。このときの実装工程の一例を図３に示す。
【００４１】
図３に示すように、ＩＣからなる電子部品３０の金バンプ３１とインナーリード２１ａとを密着させて配置し、絶縁層１２の裏面の薄肉部２５に加熱ツール４０を密着させて所定の温度で加熱しつつ所定の圧力を印加することにより、電子部品３０の金バンプ３１とインナーリード２１ａとを接合する。
【００４２】
このような本発明のＣＯＦフィルムキャリアテープ２０の導体層１１としては、銅の他、金、銀などを使用することもできるが、銅箔が一般的である。また、銅箔としては、電解銅箔、圧延銅箔など何れも使用することができる。導体層１１の厚さは、一般的には、１〜７０μｍであり、好ましくは、５〜３５μｍである。
【００４３】
一方、絶縁層１２としては、ポリイミドの他、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテルサルホン、液晶ポリマーなどを用いることができるが、特に、ビフェニル骨格を有する全芳香族ポリイミドを用いるのが好ましい。なお、絶縁層１２の厚さは、一般的には、５〜７５μｍであり、好ましくは、３５〜５０μｍである。
【００４４】
次に、上述したＣＯＦフィルムキャリアテープの一製造方法を図４を参照しながら説明する。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、ＣＯＦ用積層フィルム１０を用意し、図４（ｂ）に示すように、パンチング等によって、導体層１１、絶縁層１２を貫通してスプロケットホール２２を形成する。このスプロケットホール２２は、絶縁層１２の表面上から形成してもよく、また、絶縁層１２の裏面から形成してもよい。次に、図４（ｃ）に示すように、一般的なフォトリソグラフィー法を用いて、導体層１１上の配線パターン２１が形成される領域に亘って、例えば、ネガ型フォトレジスト材料塗布溶液を塗布してフォトレジスト材料塗布層５０を形成する。勿論、ポジ型フォトレジスト材料を用いてもよい。さらに、スプロケットホール２２内に位置決めピンを挿入して絶縁層１２の位置決めを行った後、フォトマスク５１を介して露光・現像することで、フォトレジスト材料塗布層５０をパターニングして、図４（ｄ）に示すような配線パターン用レジストパターン５２を形成する。次に、配線パターン用レジストパターン５２をマスクパターンとして導体層１１をエッチング液で溶解して除去し、さらに配線パターン用レジストパターン５２をアルカリ溶液等にて溶解除去することにより、図４（ｅ）に示すように配線パターン２１を形成する。続いて、図４（ｆ）に示すように、例えば、スクリーン印刷法を用いて、インナーリード２１ａ及びアウターリード２１ｂを除く領域にソルダーレジスト層２３を形成する。さらに、図４（ｇ）に示すように、絶縁層１２の配線パターン２１とは反対側の裏面、インナーリード２１ａに対応する領域にレーザー加工を施し、図４（ｈ）に示すように、薄肉部２５を形成する。
【００４６】
なお、以上説明した製造工程では、薄肉部２５を最終段階で形成したが、これに限定されず、例えば、図５に示すように、スプロケットホール２２を形成し（図５（ａ）、（ｂ））、導体層１１をパターニングして配線パターン２１を形成した後（図５（ｃ））、例えばレーザー加工により薄肉部２５を形成してもよい（図５（ｄ）、（ｅ））。なお、その後、必要に応じてソルダーレジスト層２３を設けるのは上述した例と同様である。
【００４７】
また、図６に示すように、スプロケットホール２２を形成した後（図６（ａ）、（ｂ））、例えばレーザー加工により薄肉部２５を形成し（図６（ｃ）、（ｄ））、その後、導体層１１をパターニングしてもよい。
【００４８】
（実施例１）
市販の厚さ３８μｍのポリイミドフィルムであるカプトン−ＥＮ３８（東レ・デュポン社製：商品名）からなる絶縁層にスパッタされた密着強化層及びこの上に設けられた銅メッキ層からなる導体層を設け、上述したように配線パターン２１を形成すると共に厚さ２５μｍの薄肉部２５を形成し、ＣＯＦフィルムキャリアテープとした。なお、インナーリード部には錫メッキが施してある。
【００４９】
また、かかるＣＯＦフィルムキャリアテープのインナーリード部へ金バンプを有するＩＣを実装した。なお、実装の様子は図３に示すとおりであり、加熱ツール温度は３５０℃とした。
【００５０】
本実施例で薄肉部２５の厚さ（μｍ）と熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））との積である係数は、２５×０．１２＝３である。
【００５１】
（実施例２）
市販の厚さ２５μｍのポリイミドフィルムであるカプトン−ＥＮ２５（東レ・デュポン社製：商品名）からなる絶縁層にスパッタされた密着強化層及びこの上に設けられた銅メッキ層からなる導体層を設け、上述したように配線パターン２１を形成して、ＣＯＦフィルムキャリアテープとした。
【００５２】
また、かかるＣＯＦフィルムキャリアテープのインナーリード部へ金バンプを有するＩＣを実施例１と同様に実装した。なお、加熱ツール温度は３５０℃とした。
【００５３】
本実施例で厚さ（μｍ）と熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））との積である係数は、２５×０．１２＝３である。
【００５４】
（比較例１）
薄肉部を設けない以外は実施例１と同様にしてＣＯＦフィルムキャリアテープとした。
【００５５】
また、かかるＣＯＦフィルムキャリアテープのインナーリード部へ金バンプを有するＩＣを実施例１と同様に実装した。なお、加熱ツール温度は３５０℃とした。
【００５６】
本比較例で厚さ（μｍ）と熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））との積である係数が、３８×０．１２＝４．５６である。
【００５７】
（比較例２）
薄肉部を設けない以外は実施例１と同様にしてＣＯＦフィルムキャリアテープとした。
【００５８】
また、かかるＣＯＦフィルムキャリアテープのインナーリード部へ金バンプを有するＩＣを実施例１と同様に実装した。なお、加熱ツール温度は４００℃とした。
【００５９】
本比較例で厚さ（μｍ）と熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））との積である係数が、３８×０．１２＝４．５６である。
【００６０】
（試験例）
実施例１、２および比較例１、２のＣＯＦフィルムキャリアテープを用いて実装した場合のＩＣの金バンプとの接合状態を観察した。接合状態は、接合後、ＩＣをフィルムから剥がし、金−錫共晶状態が適正であるかどうかを金属顕微鏡により観察した。
【００６１】
また、実装した際の加熱ツールと絶縁層との付着状態を観察した。
【００６２】
これらの結果は表１に示すが、薄肉部を設けた実施例１及び絶縁層を全体的に薄くした実施例２では、実装されたＩＣと接合状態が良好であり、ツール付着もなかったが、薄肉部を有さず、３５０℃で実装した比較例１では、金−錫共晶状態が適正ではなく、一方、薄肉部を有さないが４００℃で実装した比較例２では、十分な接合強度が得られたが、絶縁層の加熱ツールへの付着が発生し、インナーリードのフォーミング異常となった。
【００６３】
【表１】

【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＣＯＦフィルムキャリアテープは、薄肉部を設けることにより、ＩＣチップ実装時に加熱ツールやステージと絶縁体層とが熱融着するのを防止することができ、ＩＣチップ実装ラインの信頼性及び生産性を向上させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＣＯＦフィルムキャリアテープの平面図及び断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＣＯＦフィルムキャリアテープに用いる積層フィルムの製造方法の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＣＯＦフィルムキャリアテープへの電子部品の実装の様子を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＣＯＦフィルムキャリアテープの製造方法の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るＣＯＦフィルムキャリアテープの製造方法の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るＣＯＦフィルムキャリアテープの製造方法の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　ＣＯＦ用積層フィルム
１１　導体層
１２　絶縁層
２０　ＣＯＦフィルムキャリアテープ
２１　配線パターン
２２　スプロケットホール
２３　ソルダーレジスト層
２５　薄肉部

Claims (11)

1. 絶縁層と、この絶縁層の一方面に積層された導体層をパターニングした配線パターンとを具備し、前記配線パターンには電子部品の金バンプと接合するインナーリードが設けられたＣＯＦフィルムキャリアテープにおいて、
   前記インナーリードが設けられた領域の前記絶縁層に他の領域より厚さが相対的に薄い薄肉部を具備することを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープ。
2. 請求項１において、前記インナーリードは、表面に錫メッキ又は金メッキを有し、前記電子部品の金バンプと金−錫共晶又は金−金熱圧着層により接合されることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープ。
3. 請求項１又は２において、前記薄肉部は、前記金−錫共晶又は金−金熱圧着層とするための加熱ツールが少なくとも挿入される大きさを有することを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープ。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記絶縁層が、前記導体層にポリイミド前駆体樹脂溶液を塗布した後、乾燥・硬化することにより形成されたものであることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープ。
5. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記絶縁層が、前記導体層に熱圧着された熱可塑性樹脂層及び絶縁フィルムにより形成されたものであることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープ。
6. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記絶縁層が、前記導体層に熱圧着された熱硬化性樹脂層及び絶縁フィルムにより形成されたものであることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープ。
7. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記導体層が、前記絶縁層にスパッタされた密着強化層及びこの上に設けられた銅メッキ層からなることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープ。
8. 請求項１〜７の何れかにおいて、前記薄肉部の厚さ（μｍ）と熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））との積である係数が３．６以下であることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープ。
9. 請求項１〜８の何れかにおいて、前記薄肉部の厚さが、５〜３０μｍであることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープ。
10. 絶縁層と、この絶縁層の一方面に積層された導体層をパターニングした配線パターンとを具備し、前記配線パターンには電子部品の金バンプと接合するインナーリードが設けられたＣＯＦフィルムキャリアテープにおいて、
    前記絶縁層の厚さ（μｍ）と熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））との積である係数が３．６以下であることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープ。
11. 請求項１０において、前記絶縁層の厚さが、５〜３０μｍであることを特徴とするＣＯＦフィルムキャリアテープ。

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