CN100377325C - 安装电子元件的薄膜载带 - Google Patents

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Abstract

本发明的安装电子元件的薄膜载带是一种包括长的绝缘薄膜和大量形成于绝缘薄膜表面的布线图的薄膜载带，所述布线图由导电金属制成，其中除接线端子部分外，布线图各独立地由阻焊层覆盖，并且形成于布线图各表面上的阻焊层被分割和/或划分为多个部分。依照本发明，在带的宽度方向上排列的多个薄膜载体，如安装电子元件的薄膜载带中的CSP，COF和BGA，的各个上出现的翘曲变形可以被减少。

Description

安装电子元件的薄膜载带
技术领域
本发明涉及安装电子元件的薄膜载带，其减少翘曲变形。更特别的是，本发明涉及安装电子元件的薄膜载带，其具有薄膜载体，各薄膜载体具有与要安装的电子元件基本相同的大小，如COF(薄膜芯片)，CSP(芯片尺寸封装)，和BGA(球栅阵列)，其中，两个或更多个薄膜载体沿带的宽度方向并排地排列在长绝缘薄膜的带上，并且其翘曲变形显著减少。
背景技术
为了安装电子元件如集成电路在电子设备上，应用安装电子元件的薄膜载带。通过在长绝缘薄膜表面上形成导电金属制成的布线图，产生了安装电子元件的薄膜载带，并且大多数的薄膜载带通过进一步在除接线端子部分外的布线图的表面上形成阻焊层而产生。
在无阻焊层的安装电子元件的薄膜载带中，没有发现大的翘曲变形。然而，用于形成阻焊层的热固树脂具有在受热固化时轻微地发生固化收缩的特性，并且在具有这种阻焊层的安装电子元件的薄膜载带中，形成阻焊层的热固树脂的固化收缩导致在宽度方向或长度方向上的翘曲变形。
在长薄膜载带的宽度方向或长度方向上的翘曲变形可通过，例如，在加热条件下使薄膜载带通过多个滚轮或加热该薄膜载带同时按翘曲变形的方向相反的方向弯折薄膜载带(即，反向的翘曲)被纠正。这种翘曲消除方法对于消除沿绝缘薄膜制成的带的宽度方向上形成一个布线图的薄膜载带的翘曲特别有效。
在最近的用于安装电子元件的技术中，各具有与所安装的电子元件的面积基本上相同的面积的薄膜载体，例如COF(薄膜芯片)，CSP(芯片尺寸封装)，和BGA(球栅阵列)更经常地被使用。因为，这样的薄膜载体占用面积小，在制作薄膜载带过程中，多个薄膜载体(例如，2或4个薄膜载体)可以沿绝缘薄膜制成的带子的宽度方向上并排排列。在CSP，COF，BGA等中，阻焊层形成于每一个薄膜载体中，因此，各具有阻焊层的薄膜载体发生翘曲，并且对宽度方向具有并排形成的多个薄膜载体的带应用反向翘曲，带在宽度方向上相互邻近的薄膜载体之间的边界处被弯曲。因此，有效的反翘曲不能应用于各弯曲的(翘曲的)薄膜载体。因此，在现在的情况下，没有有效的翘曲消除方法去纠正多个薄膜载体在带的宽度方向上形成如CSP和BGA的安装电子元件的薄膜载带中的各薄膜载体的翘曲变形。
专利文件1：日本专利申请号249499/2001
发明内容
本发明的目的是提供安装电子元件的薄膜载带，其中多个薄膜载体形成于薄膜载带的宽度方向，并且各薄膜载体的翘曲变形被减少。
本发明的安装电子元件的薄膜载带是包括长绝缘薄膜和大量形成于绝缘薄膜表面上的布线图的薄膜载带，所述线路图由导电金属制成，其中：
除接线端子部分外，布线图各独立地由阻焊层覆盖，形成于各布线图表面上的阻焊层被分割和/或划分为多个部分。
本发明的安装电子元件的薄膜载带还有一种包括长绝缘薄膜和大量形成于绝缘薄膜表面上的布线图的薄膜载带。所述布线图由导电金属制成，且所述布线图中的至少两个沿长绝缘薄膜的宽度方向上并排排列，其中：
除接线端子部分外，布线图各独立地由阻焊层覆盖，形成在各布线图表面上的阻焊层被分割和/或划分为多个部分。
在本发明的安装电子元件的薄膜载带中，阻焊层通过分隔和涂覆阻焊剂形成，以及在阻焊层的各分割的部分中，可归因于固化收缩的应力很小。因此，薄膜载体的变形会被减少。
附图说明
图1为本发明的安装电子元件的薄膜载带的实施例的平面图。
图2为沿图1中所示线A-A′的横截面图。
图3为通过取出一个薄膜载体，说明组成本发明的安装电子元件的薄膜载带的薄膜载体的视图。
图4为表示本发明中测量薄膜载体的翘曲变形的方法的一组视图。
图5为各表示阻焊层形成于除接线端子部分外不少于布线图的20％的区域中的本发明安装电子元件的薄膜载带的实施例的一组视图。
图6为表示阻焊层分割部分的实施例的一组横截面图。
具体实施方式
参照附图，本发明的安装电子元件的薄膜载带由下文详述。
图1为本发明的安装电子元件的薄膜载带的实施例的平面图。图2为沿图1中所示线A-A′的横截面图。
如图1和图2所示，本发明的安装电子元件的薄膜载带10包括长绝缘薄膜11和大量形成于绝缘薄膜表面上的薄膜载体带12。
在进行蚀刻时，长绝缘薄膜11与酸等发生接触，因此，这个薄膜具有化学抗性从而不会被化学物质破坏，并具有抗热性从而不会在焊接时发生性质变化。形成绝缘薄膜11的材料的例子包括聚脂，聚酰胺和聚酰亚胺。特别是在本发明中，优选使用聚酰亚胺薄膜。聚酰亚胺不仅在抗热性方面，而且在化学抗性方面优于其他树脂。
聚酰亚胺树脂的例子包括由均苯四酸二酐和芳香二胺合成的芳香聚酰亚胺及由联苯四羧酸二胺和芳香二胺合成的具有联苯骨架的芳香聚酰亚胺。特别是在本发明中，优选使用具有联苯骨架的芳香聚酰亚胺(例如，商品名为Upilex S，Ube工业有限公司提供)。具有联苯骨架的芳香聚酰亚胺与其他芳香聚酰亚胺相比吸水性低。本发明中应用的绝缘薄膜的厚度没有特别的限制。厚度不大于75μm的绝缘薄膜不易保持形状而更易于变形，因此，本发明对于使用厚度(平均厚度)不大于75μm，优选50μm到12.5μm的绝缘薄膜生产薄膜载带是十分有利的。
在长绝缘薄膜11宽度方向的边沿处，大量齿孔14形成以传送绝缘薄膜11或使定位。在绝缘薄膜11中，可以进一步形成例如，定位孔、设备孔、用来布置用为外部接线端的焊球的焊球孔，以及用于确保连接到电子元件的狭缝。这些可在冲压步骤或使用激光束的打孔步骤中形成。
如上所述在绝缘薄膜上穿必要的孔，形成布线图15。例如，布线图15可以通过，例如，在绝缘薄膜11表面上布置导电金属箔，在该导电金属箔表面上涂覆感光性树脂，通过利用所要求的光掩膜图案曝光该感光树脂层并显影以形成由感光树脂组成的图案，进而使用该图案作为掩蔽材料选择性地蚀刻导电金属箔而形成。这里所使用的导电金属的例子包括铝箔和铜箔。作为导电金属箔，可以使用厚度通常在3到35μm，优选9到25μm。也可以在绝缘薄膜表面上提供导电金属的晶种(seed)并在晶种上沉积导电金属。
本发明中，优选使用铜箔作为导电金属箔，这里使用的铜箔是电积铜箔或轧制铜箔。考虑到可蚀刻性和可操作性，优选选用电积铜箔。
在本发明的安装电子元件的薄膜载带中，各由导电金属制成的布线图构成的多个薄膜载体12，被排列在带的宽度方向上。图1中示出两个薄膜载体12并排排列在带的宽度方向上的实施例。
在本发明的安装电子元件的薄膜载带中，多个薄膜载体12在带的宽度方向上彼此独立地排列。例如，在有效带宽为35mm的绝缘薄膜11上，各具有14mm边长的两薄膜载体可被并排排列在宽度方向上，并且在有效带宽为70mm的绝缘薄膜11上，各具有14mm的边长的四个薄膜载体可被并排排列在宽度方向上。
在安装电子元件的薄膜载带10中形成的薄膜载体是CSP或BGA的情况下，形成在绝缘薄膜11上的布线图15的表面除保证与电子元件连接的接线端子部分16外涂覆阻焊剂，从而形成阻焊层20。涂覆形成阻焊层20的树脂通常是涂层液(阻焊剂墨水)，其中热固性树脂被溶解或分散在有机溶剂中。通过涂覆这种阻焊剂墨水并加热，阻焊层20形成了。当阻焊剂墨水固化以形成阻焊层20时，阻焊层20的树脂轻微地发生固化收缩，结果，阻焊层20在内侧的状态下的翘曲变形发生在涂覆阻焊剂墨水的区域。
一些安装电子元件的薄膜载带不需要形成阻焊层。
在如上所述的多个载带薄体12在带的宽度方向上并排排列的情况下，即使反向翘曲应用于该带，带也仅仅在薄膜载体之间被弯曲，而没有有效的反向翘曲应用于发生翘曲变形的薄膜载体12。从而，各薄膜载体12的翘曲变形很难被纠正。
因此，在上述的多个载带薄体12在带的方向上并排排列的情况中，有效地抑制了各薄膜载体12本身的翘曲变形的发生。
举例来说，翘曲变形发生的原因是如绝缘薄膜和导电金属的材料之间的膨胀系数的差异或前述的阻焊剂的固化收缩，并且当由固化收缩引起的内应力稳定地高于绝缘薄膜等的外形保持力时，在阻焊层内出现的应力表现为薄膜载体的翘曲变形。如果阻焊层20面积变大，具有大面积的阻焊层的内应力趋向于共同变大。然而，即使在具有如此大内应力的阻焊层20中，局部观察时，内应力并不是这么大。
因而在本发明中，在传统技术中通过涂覆全部表面形成为统一体的阻焊层20，通过分割或划分该要涂覆的区域为几个部分，然后再涂覆它们而形成，使得各分割或划分的部分中的应力尽可能地小。由此，应力被抑制在与如此划分的阻焊层20下的绝缘薄膜11的外形保持力相当的水平，从而抑制划分的阻焊层20形成区域的翘曲变形到最小。
就是说，在本发明的安装电子元件的薄膜载带10中，通过划分要被涂覆的区域为多个部分，例如，A部分20a，B部分20b，C部分20c和D部分20d，并用阻焊剂墨水涂覆它们而形成阻焊层20，如图1到3所示。
在本发明中，用来形成阻焊层20的树脂是固化树脂，优选使用的固化树脂的例子包括热固性树脂，如环氧树脂、聚氨脂改性环氧树脂、酚醛树脂和聚酰亚胺树脂前体。这样的热固性树脂被溶解或分散在溶剂中，溶液或分散体的粘度值通常调整至10到40Pa·s，优选是20到30Pa·s，从而能够使用印网掩膜进行刮板涂覆。
在图1到3中，形成阻焊层20的区域是A部分20a、B部分20b、C部分20c和D部分20d的结合的区域。传统技术中，阻焊剂被涂覆到这些部分成一个统一体。然而，如果阻焊剂被涂覆于如此宽区域并固化，结果在如图4所示的阻焊层20在内侧的状态中的翘曲变形发生在各薄膜载体12上。
在本发明的安装电子元件的薄膜载带中，要涂覆阻焊剂的区域被分成多个部分，这些部分被涂覆阻焊剂。就是说，要涂覆阻焊剂的区域是图1和图3中的A部分20a、B部分20b、C部分20c和D部分20d的结合的部分。然而，在图1和图3所示的实施例中，该区域被分为4部分，然后这些部分各与相邻的部分独立地涂覆阻焊剂，并且阻焊剂固化以形成分成4个部分的阻焊层20。在纵向长度小于5mm和横向长度小于5mm的薄膜载体中，这样的造成问题的翘曲变形极少发生。因此，本发明中，优选在纵向长度不小于5mm和横向长度不小于5mm的薄膜载体的情况下划分阻焊层。
通过如上划分阻焊层，由于阻焊剂固化收缩产生的应力产生在各部分中，但是这个应力很小，并且通过使这个应力与出现在绝缘薄膜和其上的布线图内的应力竞争，薄膜载体的变形可以减少到最小。
这样的作用也产生在宽度方向上形成一个薄膜载体12的情况中。
尽管取决于薄膜载体的大小和绝缘薄膜、阻焊剂和其他材料的性质，阻焊层20优选被分为2到16个部分，特别优选是2到8个部分。通过如上划分阻焊层20，各个部分中由于阻焊剂固化产生的收缩应力被减小，整个薄膜载体的变形也被减小。至于划分后的阻焊剂的大小，一边长度不必须小于5mm，因为还涉及到绝缘薄膜的性质、阻焊剂等的性质。
在本发明的安装电子元件的薄膜载带10中，阻焊层20的各分割和/或划分的部分的形状和相对大小没有特别的限制，然而优选尽可能平均地划分要被阻焊剂覆盖的区域。通过使各部分中产生的应力均匀，整个薄膜载体的变形可进一步减少。就是说，优选所述部分的面积彼此相等且所述部分的形状彼此大体相同。在本发明的安装电子元件的薄膜载带中，各分割的阻焊剂部分的一边的长度理想地在大约2到10mm之间，优选在大约2.5到7.5mm。
在本发明的安装电子元件的薄膜载带中，通过分割和/或划分阻焊层形成的薄膜载体不局限于上述CSP或BGA，该薄膜载体可被应用于一般的TAB带子中。例如，如图5(a)和图5(b)所示，薄膜载体可应用于安装电子元件的薄膜载带，其中阻焊层形成的区域不小于布线图的20％(接线端子部分除外)。如图5(a)所示，被分割为12部分的阻焊层，形成在具有设备孔的绝缘薄膜11的表面上形成的布线图15上。图5(a)中所示布线图仅仅为实施例，不限制可应用于本发明的其他情况。其中阻焊层20被分为2个部分的实施例如5(b)中所示，但图中并未示出形成于绝缘薄膜11表面上的布线图。阻焊层的划分对于其中阻焊层形成在接线端子部分除外不少于布线图20％的区域中的安装电子元件的薄膜载带很有利，如图5(a)和5(b)所示。
如图6(a)和6(b)所示，分割的部分间的距离(W)可以适当确定，以致不会将一个部分中产生的应力传递给其相邻的部分，该距离通常在20μm到50mm的范围内，优选是20μm到3mm。当上述部分间的距离确定在以上范围内时，一个部分内产生的应力不被传送到相邻的部分，此外在各部分中布线图的保护方面也没有问题。理想的是所述部分的形状彼此严格相似。当所述部分的形状彼此严格相似时，各部分中产生的内应力被均匀化，因此，整个薄膜载体的变形被减少。
被如上分割或划分的阻焊层的厚度(h0)与传统的阻焊层相同，在布线图上表面上的阻焊层平均厚度固化后通常在3到50μm之间，优选在5到40μm之间。在本发明的安装电子元件的薄膜载带中，阻焊层20如图6(a)所示被分割或划分，且在相邻的部分之间，存在没有如上形成阻焊层的区域。然而，在一个部分中产生的内应力仅必须不被传输到相邻的部分，因此，该阻焊层20的部分可以至少部分地连接到其相邻的部分，如图6(b)所示。在这种情况下，这些部分之间的阻焊层的厚度(h1)不大于阻焊层通常厚度(h0)的1/2，并且h1可以为0。
为了形成分割的阻焊层20，在传统的印网上，相应地对所述部分进行遮蔽，因而仅必须涂覆树脂。在近期开始被采用的粘合剂型阻焊剂的情况下，形成间隙，然后仅必须使阻焊剂粘着。在使用感光树脂的阻焊剂的情况下，树脂被涂覆，然后树脂仅必须被曝光和显影以分割和/或划分阻焊层。分割的部分至少部分地相互连接的阻焊层可通过控制涂覆阻焊剂涂层液时使用的印网掩膜的线宽。
在阻焊层如上形成后，从阻焊层20暴露的接线端子部分16(例如，引线，结合区)的表面进行金属镀层处理。金属镀层处理的例子包括锡镀、镍镀、镍-金多层镀、镍-钯-金多层镀、焊接镀和锡铋镀。在处于阻焊层分割的部分之间的布线图的表面上，上述镀层被形成。
金属镀层处理可先于阻焊层的形成。
如上产生的本发明的安装电子元件的薄膜载带可以以通常方式使用。例如，上述形成的分割阻焊层上，电子元件(图中未示出)可使用胶粘剂等来布置，并且在接线端子16和电子元件上的凸起电极(bumpelectrode)间形成电连接，因而可以实现电子元件的安装。为形成电连接，可使用导电金属线，如金线。在本发明的安装电子元件的薄膜载带中，薄膜载带的面积与要被安装的电子元件的面积基本相同，但是本发明不局限于这样的薄膜载带。
本发明的安装电子元件的薄膜载带的接线端子16通过布线图15被连接至焊球。
在本发明的安装电子元件的薄膜载带中，阻焊层如上所述被分割或划分，因此，在固化中发生的阻焊剂固化收缩所引起的薄膜载带的翘曲变形可被减小。
在本发明的安装电子元件薄膜载带中的薄膜载体的变形采用以下方法测量。如图4(a)所示，形成传送薄膜载带的齿孔的薄膜载带的点被取作标准点。然后，对于产生的薄膜载带中的一个薄膜载体，基于标准点的测量点①到点⑤的高度被测量。使用得到的数值，薄膜载体(单元)的①′(⑤′)和②′(④′)的值分别按照如下公式①′＝⑤′＝(①+⑤)/2以及等式②′＝④′＝(②+④)/2计算，考虑如图4所示的薄膜载带的变形。
在①′-③和②′-③的单元翘曲值中，最大的值被取作本发明中的翘曲变形。
通过如上所述分割或划分阻焊层，薄膜载体的翘曲变形被减至不超过没有分割或划分的阻焊层的薄膜载体的翘曲变形的50％。
在本发明的安装电子元件的薄膜载带中，阻焊层以被分割或划分的形式形成，因此薄膜载体的翘曲变形减少，安装电子元件的薄膜载带呈现高可靠性。
实施例
通过将以下实施例与具有形成于除接线端子外的布线图全部表面之上的阻焊层和易于发生翘曲的薄膜载带相比较，本发明的安装电子元件的薄膜载带将进一步被说明。然而，应该理解本发明不局限于该实施例。
平均厚度为50μm和宽度为48mm聚酰亚胺薄膜(商品名：UpilexS，Ube工业有限公司提供)上冲压形成齿孔和布置焊球的焊球孔。如图1所示，形成焊球孔以使各具有17mm的边长的薄膜载体排列成两行。
因此，平均厚度为25μm的电积铜箔结合在该聚酰亚胺薄膜上，然后，电积铜箔被涂覆感光树脂，并且感光树脂被曝光和显影。使用如此显影的感光树脂制得的图案作为遮蔽材料，电积铜箔被有选择的蚀刻以形成铜制布线图。
在如此建立的布线图表面上，涂覆阻焊剂墨水，通过加热固化阻焊剂墨水以形成阻焊层(固化后的平均厚度：10μm)。这里形成的阻焊层是通过提供印网上的遮蔽被分为4个部分和在相邻的部分之间具有宽度为200μm的未用阻焊剂覆盖的区域(无阻焊剂区)，如图1所示。
形成包括4个分割部分的阻焊层后，未被阻焊层覆盖的接线端子和无阻焊剂区进行镍焊，之后金焊。其后，整个薄膜载带以传统方法消除翘曲。
从生成的安装电子元件的薄膜载带纵向中心附近形成的薄膜载体中，任意选择连续6行中的12个薄膜载体，这些薄膜载体的翘曲变形被测量。
结果在表1中被阐明。在表1中，名词“上栏”和“下栏”是为在薄膜载带如图1所示布置的状态中区分上侧的薄膜载体和下侧的薄膜载体，因此，这些名词与在本发明的安装电子元件的薄膜载带的生产过程中带的方向无关。
表1
  第1片   第2片   第3片   第4片   第5片   第6片   平均值
  上栏 0.035mm -0.005mm -0.015mm -0.023mm 0.150mm 0.071mm   0.035mm
下栏 0.012mm 0.051mm -0.019mm -0.016mm 0.017mm 0.160mm
对比实施例1
除去阻焊层不被分割外，安装电子元件的薄膜载带按照与实施例1相同方式制成。
从生成的安装电子元件薄膜载带的薄膜载体中，如与实施例1相同的方式任意选择连续6行中的12个薄膜载体，这些薄膜载体的翘曲变形被测量。
结果在表2中被阐明。
表2
  第1片   第2片   第3片   第4片   第5片   第6片   平均值
  上栏 0.112mm 0.050mm 0.074mm 0.078mm 0.084mm 0.061mm 0.085mm
  下栏   0.098mm   0.074mm   0.093mm   0.092mm   0.072mm   0.089mm
从表1表2的比较中明显看出，通过分割阻焊层为4部分，薄膜载体的翘曲变形从平均值来看可减小到一半或更少。
工业实用性
在本发明的安装电子元件的薄膜载带中，阻焊层被分割或划分为多个部分，因此阻焊剂墨水固化中发生的收缩引起的应力被分散。因此，在本发明的安装电子元件的薄膜载带中，由于阻焊层的固化收缩所致的薄膜载体的翘曲变形显著减少，安装电子元件中的精度无疑会被提高。
本发明的安装电子元件的薄膜载带对如CSP、COF、BGA等特别有利。

Claims (9)

1.安装电子元件的薄膜载带，包括长绝缘薄膜和大量形成于绝缘薄膜表面上的薄膜载体，该薄膜载体上形成有布线图，所述布线图由导电金属制成，其特征是：
除接线端子部分外，布线图各个独立地由阻焊层覆盖，且形成在各布线图表面上的阻焊层被分割和/或划分为多个部分。
2.安装电子元件的薄膜载带，包括长绝缘薄膜和大量形成于绝缘薄膜表面上的薄膜载体，该薄膜载体上形成有布线图，所述布线图由导电金属制成，且所述布线图中至少两个沿长绝缘薄膜的宽度方向并排地排列，其特征是：
除接线端子部分外，布线图各个独立地由阻焊层覆盖，且形成于各布线图表面上的阻焊层被分割和/或划分为多个部分。
3.如权利要求1或2中所述的安装电子元件的薄膜载带，其特征是阻焊层以被分割和/或划分为2到16个部分的形式形成于各布线图的表面上。
4.如权利要求1或2中所述的安装电子元件的薄膜载带，其特征是在各薄膜载体中，分割或划分的阻焊层的一个部分和其相邻的部分之间的距离在20μm到50mm的范围内。
5.如权利要求1或2中所述的安装电子元件的薄膜载带，其特征是长绝缘薄膜的厚度不超过75μm。
6.如权利要求1或2中所述的安装电子元件的薄膜载带，其特征是一个薄膜载体占用的面积与安装在薄膜载带上的电子元件的面积一致。
7.如权利要求1或2中所述的安装电子元件的薄膜载带，其特征是对与绝缘薄膜的形成安装电子元件的薄膜载体的线路图的表面的相反的表面进行设计从而可布置电连接到薄膜载体外的金属球。
8.如权利要求1或2中所述的安装电子元件的薄膜载带，其特征是除非阻焊区域外，形成于布线图表面上的阻焊层固化后平均厚度为3到5μm。
9.如权利要求1或2中所述的安装电子元件的薄膜载带，其特征是阻焊层形成于除接线端子部分以外不少于20％的布线图区域。
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