CN1444436A - 印刷电路板及其制造方法 - Google Patents

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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种印刷电路板，其绝缘层与加热工具不发生熔融粘接，因此就提高了半导体芯片安装线的可靠性和生产率，还提供了该制造印刷电路板的方法。此印刷电路板包括一种柔性印刷线路板和在该柔性印刷线路板上安装的半导体芯片，其中，该柔性印刷线路板包括：一个绝缘层12和由在该绝缘层的至少一侧上提供的导体层11形成的线路图案21以及在该绝缘层12的安装半导体芯片的一侧相反的表面上提供的隔离层13。

Description

印刷电路板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种印刷电路板，其包括一柔性印刷线路板，比如用于在其上面安装电子元件(半导体芯片)，如集成电路(IC)和大规模集成电路(LSI)的COF型薄膜载体带或COF型柔性印刷电路(FPC)。术语“COF薄膜载体带”指的是在其上面将要安装电子器件(芯片)的设计为带状的薄膜基底。本发明还涉及该制造印刷电路板的方法。
背景技术
电子工业的发展伴随着对在其上面安装有电子器件(比如ICs和LSIs)的印刷电路板需求的急剧增加。制造商试图制造出长时间为人们期待的尺寸小、重量轻和高性能的电子设备。为此，目前制造商应用薄膜载体带，比如自动粘接(TAB)带、球栅阵列(T-BGA)带、专用集成电路(ASIC)带或柔性印刷电路(FPC)。使用用于在其上面安装电子器件的薄膜载体带已经日益变得更加重要，特别是对于个人电脑、移动电话和其他应用液晶示出(LCD)电子设备的制造商，这些设备必须具有高的分辨率和平整度，而且要具有窄的屏幕框架面积。
另外，为了在比较狭窄的空间里实现高密度的安装，应用了直接在柔性印刷线路板上安装裸IC芯片的安装方法。这样的产品就叫做COF(薄膜基芯片)。
由于用做COF基底的柔性印刷线路板不具备器件孔，就使用一种预先把导体层和绝缘层层合在一起得到的层合膜作为柔性印刷线路板。当在线路图案上直接安装IC芯片时，要在标记，比如内引线和透过绝缘层可以看见的定位标记的基础上进行定位，然后借助于加热工具把IC芯片和线路图案，即内引线连接起来(参见比如日本专利申请未决公开(公开)2002-289,651，图4～6和第[0004]和[0005]段)。
当安装这样的半导体芯片时，绝缘层直接与加热工具相接触。在安装的过程中，由于加热使绝缘层被加热到相当高的温度，一部分绝缘层就会因熔融而粘到加热工具上，由此引起生产装置停止运行。此外，载体带还会发生不希望的变形。在绝缘层熔融而粘接到加热工具上的情况下，加热工具会受到污染，因此可靠性和生产率都变差。
当把半导体芯片安装到COF薄膜载体带或不具备器件孔的COF型FPC上时，这种熔体对加热工具的粘接就是很关键的。
发明内容
考虑到上述的问题，本发明的目的是提供一种印刷电路板，其绝缘层不会熔融粘接到加热工具上，因而提高了半导体芯片安装线的可靠性和生产率。本发明的另一个目的是提供该制造印刷电路板的方法。
因此，在本发明的第一方面，提供一种包括柔性印刷线路板和在该柔性印刷线路板上安装半导体芯片的印刷电路板，其中该柔性印刷线路板包括一个绝缘层、一线路图案，一由设置在该绝缘层至少一侧上的导体层形成；以及一个隔离层，设置在该绝缘层的一表面上，该表面是与安装半导体芯片的一侧相反的表面。
由于应用了按照此第一方面的柔性印刷线路板，在安装半导体芯片的过程中，隔离层与加热工具直接接触。因此，绝缘层和加热工具之间的熔融粘接就不会发生，由此就避免了由于绝缘层熔融粘接而引起的加热工具的污染。
在本发明的第二方面，该隔离层可含有聚硅氧烷系列化合物。
通过应用按照此第二方面的上述结构，将要与加热工具接触的隔离层含有聚硅氧烷系列化合物，能够可靠地避免熔融粘接和类似的现象。
在本发明的第三方面，当半导体芯片以正交的形式投射到该层上时，在与所确定区域相反的部分，可以以连续的形式或者以间断的岛屿状的形式存在着聚硅氧烷系列化合物或元素硅。
通过按照此第三方面上述结构的实施方案，在安装完半导体芯片，在绝缘层与安装半导体芯片一侧相反一侧上可观察到该隔离层中所含的聚硅氧烷系列化合物或元素硅。
在本发明的第四方面，该隔离层可以由含有至少一种选自聚硅氧烷化合物、硅烷化合物和二氧化硅溶胶的隔离剂形成。
通过按照此第四方面上述结构的实施方案，将要与加热工具接触的隔离层是由含有聚硅氧烷化合物、硅烷化合物和二氧化硅溶胶的隔离剂形成，因此，能够可靠地避免熔融粘结和类似的现象。
在本发明的第五方面，该隔离层可通过在绝缘层上涂布含有隔离剂的溶液并且加热而形成。
通过按照此第五方面上述结构的实施方案，能可靠地避免熔融粘结的隔离层通过涂布法来形成。
在本发明的第六方面，该隔离层可以通过把在转移薄膜基底上设置的隔离层进行转移而形成。
通过按照此第六方面的上述结构的实施方案，隔离层可通过转移法可以很容易地形成。
在本发明的第七方面，该柔性印刷线路板可以是COF型的薄膜载体带。
通过按照此第七方面上述结构的实施方案，在该COF薄膜载体带上安装半导体芯片的过程中，该隔离层与加热工具直接接触。因此，在该隔离层和加热工具之间不发生熔融粘结，从而避免了由绝缘层的熔融粘结所引起的加热工具的污染。
在本发明的第八方面，提供一种制造印刷电路板的方法，该方法包括：制造柔性印刷线路板和在该柔性印刷线路板上安装半导体芯片，该柔性印刷线路板包括一个绝缘层、一由设置在该绝缘层的至少一侧上的导体层形成的线路图案和一设置在该绝缘层一表面的隔离层，该表面是与安装半导体芯片一侧相反的表面；在该柔性印刷线路板上安装半导体芯片。
通过按照此第八方面上述结构的实施方案，在安装半导体芯片的过程中，该隔离层直接与加热工具接触。因此在该隔离层和加热工具之间不发生熔融粘结，从而避免了由绝缘层的熔融粘结所引起加热工具的污染。
在本发明的第九方面，该半导体芯片是使用要与隔离层直接接触的加热工具来安装的，此加热工具被加热到200℃或更高的温度。
通过按照此第九方面上述结构的实施方案，在安装半导体芯片的过程中，隔离层与被加热到200℃或更高温度的加热工具相接触。因此，在此隔离层和加热工具之间不发生严重的粘结，从而避免了由绝缘层的熔融粘结引起加热工具的污染。
在本发明的第十方面，该隔离层可含有聚硅氧烷系列化合物。
通过按照此第十方面的上述结构的实施方案，将要与加热工具接触的隔离层含有聚硅氧烷系列化合物，因此能够可靠地避免熔融粘接或类似的现象。
在本发明的第十一方面，在此作为一种制造印刷电路板的方法中，当半导体芯片被正交地投射到该隔离层上时，在与确定区域相反的部分，可以以连续的形式或以间断的岛屿状的形式观察到聚硅氧烷系列化合物或元素硅。
通过按照此第十一方面上述结构的实施方案，在安装完半导体芯片后，在绝缘层与安装半导体芯片一侧相反的一侧可观察到在该隔离层中所含的聚硅氧烷系列化合物或元素硅。
在本发明的第十二方面，该隔离层可以由含有至少一种选自聚硅氧烷化合物、硅烷化合物和二氧化硅溶胶等物质的隔离剂形成。
通过按照此第十二方面上述结构的实施方案，将要与加热工具接触的隔离层是由含有聚硅氧烷化合物、硅烷化合物和二氧化硅溶胶的隔离剂形成，因此，可以可靠地避免熔融粘结或类似的现象。
在本发明的第十三方面，该隔离层可以通过在绝缘层上涂布含有隔离剂的溶液以及将其干燥来形成。
通过按照此第十三方面上述结构的实施方案，可靠地避免熔融粘结的该隔离层可通过涂布法形成。
在本发明的第十四方面，该绝缘层可通过把在转移薄膜基底上提供的隔离层进行转移来形成。
通过按照此第十四方面的上述结构的实施方案，可通过转移法很容易地形成该隔离层。
在本发明的第十五方面，该柔性印刷线路板可以是COF薄膜载体带。
通过按照此第十五方面的上述结构实施方案，在该COF薄膜载体带上安装半导体芯片的过程中，该隔离层与加热工具直接接触。因此，在该隔离层和加热工具之间不发生熔融粘结，从而避免了由绝缘层熔融粘结所引起的加热工具的污染。
如上所述，本发明的印刷电路板(比如COF薄膜载体带或COF型FPC)具有特殊的聚硅氧烷系列隔离层。因此，在安装半导体芯片的过程中，避免了薄膜载体带的绝缘层与加热工具的熔融粘接，由此提高了半导体芯片安装线的可靠性和生产率。
附图说明
参照下面对优选实施方案的详细叙述，同时参见附图，本发明的各种其他目的、特征和伴随的许多优点将会得到更好的理解，其中：
图1是按照本发明一个实施方案的印刷电路板的剖面图；
图2A是按照本发明的一个实施方案的COF薄膜载体带的示意平面图；
图2B是按照本发明同一个实施方案的COF薄膜载体带的剖面图；
图3A～3G示出按照本发明的一个实施方案的制造COF薄膜载体带方法的剖面图；
图4A～4E示出用于制造按照本发明的另一个实施方案的COF使用的层合薄膜的剖面图；
图5示出按照本发明的一个实施方案的制造印刷电路板方法的剖面图。
具体实施方式
本发明的印刷电路板中使用的COF薄膜载体带包括一个导体层和一个绝缘层。对该包括导体层和绝缘层并用于COF柔性印刷线路板(flexible printed wiring board)的层合薄膜没有特别的限制，可使用任何类型的导体-绝缘体层合薄膜。这样的层合薄膜的例子包括在绝缘薄膜(比如聚酰亚胺薄膜)上溅镀粘接改进层(比如镍)并在粘接改进层上溅镀镀铜层而制备的层合薄膜、通过在铜箔上涂布聚酰亚胺而制备的流延型(costing-type)层合薄膜以及通过热塑性树脂或热固性树脂把绝缘薄膜热压粘接到铜箔上而制备的层合薄膜。
本发明的COF柔性印刷线路板或通过本发明的方法制造的COF柔性印刷线路板包括如上所述的层合薄膜和在此层合薄膜与将要安装半导体芯片侧相反一侧的绝缘层上提供的隔离层(releasing layer)。在本发明的方法中，对形成隔离层的材料没有特别的限制，只要此材料具有的隔离性能，使得在安装半导体芯片的过程中能够避免层合薄膜粘接到加热工具上，而且不因加热诱发熔融粘接即可。无论无机材料还是有机材料都是可以应用的。优选的隔离剂(releasing agent)的例子包括聚硅氧烷系列隔离剂、环氧树脂系列化合物或者含氟化合物，更优选是聚硅氧烷系列化合物，即具有硅氧烷键(Si-O-Si)的化合物。含有聚硅氧烷系列化合物的隔离剂是优选的，因为可以以比较简单的方式形成隔离层，而且即使当此隔离层被转移到所生产的印刷线路板的安装侧时，该隔离层对模塑树脂的粘接也没有不利影响的趋势。
用于形成隔离层的隔离剂的例子包括聚硅氧烷系列化合物，即具有硅氧烷键的化合物，这包括聚硅氧烷系列隔离剂。
更具体说，这样的隔离剂含有选自比如聚二硅氧烷和聚三硅氧烷的聚硅氧烷化合物的至少一种。此隔离剂优选包括通过隔离剂的涂布和反应能够转化为聚硅氧烷系列化合物的化合物。这种化合物的例子包括硅烷化合物，比如单硅烷、二硅烷和三硅烷以及二氧化硅溶胶化合物。
更优选的隔离剂的例子包括含有烷氧基硅烷或硅氮烷化合物的隔离剂，此硅氮烷是比如六甲基二硅氮烷或全氢聚硅氮烷，它们属于具有Si-NH-Si结构的硅烷化合物，可用做形成硅氧烷键的前体。这些隔离剂形成的隔离层含有通过其涂布或在涂布后与水分或在空气中所含的类似物质发生反应而具有硅氧烷键的化合物。然而在比如使用硅氮烷的情况下，在隔离层中也可以存在未反应的Si-NH-Si键。
如上所述，由涂布后的反应形成的聚硅氧烷系列化合物得到最优选的隔离层。
虽然上述隔离剂一般含有有机溶剂，水溶液型或乳液型的类似隔离剂也是可以使用的。
隔离剂的特定例子包括聚硅氧烷系列树脂SR 2411(商品名：DowCorning Toray Silicone公司的产品，含有二甲基聚硅氧烷系列硅油、甲基三(甲基乙基酮肟)硅烷、甲苯和石油醚)、聚硅氧烷系列树脂SEPA-COAT(商品名：信越化学株式会社的产品，含有硅氮烷、合成异石蜡烃和乙酸乙酯)以及COLCOAT SP-2014S(商品名：Colcoat公司的产品，含有硅烷化合物)。含有二氧化硅溶胶的隔离剂的例子包括COLCOAT P和COLCOAT N-103X(商品名：Colcoat公司的产品)。在二氧化硅溶胶中所含的二氧化硅的颗粒度是比如50～80。
值得注意的是，提供由含有硅氮烷化合物的聚硅氧烷系列隔离剂形成的隔离层是特别优选的，因为这种隔离剂对于在安装半导体芯片的过程中防止层合薄膜与加热工具的粘接具有优异的隔离性而且不会由加热诱发熔融粘接。这样的含有硅氮烷化合物的隔离剂的例子包括聚硅氧烷系列树脂SEPA-COAT(商品名：信越化学株式会社的产品，含有硅氮烷、合成异石蜡烃和乙酸乙酯)。
对形成这样的隔离层的方法没有特别的限制，可以使用任何已知的方法。比如可通过喷涂、浸涂或辊涂等方法在基底上涂布隔离剂或其溶液。另外，在转移膜上提供的隔离层可以被转移。在各种情况下，可通过比如热处理来增强绝缘层和隔离层之间的粘接，以避免隔离层与绝缘层被撕开。隔离层无须很均匀地提供在整个绝缘层上，可以以间断的岛屿状提供此隔离层。在比如通过转移方法提供隔离层的情况下，在只在两列定位孔之间的区域提供隔离层的情况下(此情况将在下面叙述)或者在与将以连续的形式或以间断的岛屿状安装半导体芯片(IC)区域相应区域的相反区域上提供隔离层的情况下。只要在安装半导体元件之前提供此隔离层，对提供隔离层的时间就没有特别的限制。具体说来，可以在提供导体层之后提供此隔离层；可以预先在未被提供导体层的绝缘层上提供隔离层；或者与提供导体层同时提供隔离层。无须说，不一定非要在形成导体层的图案之前提供隔离层，也可以在形成导体层图案以后提供隔离层。
在比如隔离层是在提供导体层以后或者预先在未被提供导体层的绝缘层上提供的情况下，优选使用转移法。当在形成导体层的图案之后提供隔离层时，优选使用涂布的方法。不用说，对确定形成隔离层的时间并无限制，可以通过涂布在形成导体层图案之前的初始阶段提供隔离层，或可以通过转移在形成导体层的图案之后提供隔离层。
在本发明的制造方法的一个实施方案中，隔离层是在光刻法(形成图案的工艺)之后和在安装半导体元件之前提供的。选择上述时间的原因是，隔离层能够被光致抗蚀剂去除剂或类似的液体溶解。因此，优选在对导体层进行刻蚀以除去抗蚀剂掩膜，从而形成线路图案之后来提供隔离层。更具体说，优选在比如除去抗蚀剂掩膜前形成的镀锡层之后，或者在除去抗蚀剂掩膜和提供阻焊膜层前电镀的导线电极以后提供隔离层。这样的隔离层可通过涂布含有隔离剂的溶液和使涂布的溶液干燥的方法来形成。可是，为了增加绝缘层和隔离层之间的粘接强度，优选对涂布的溶液进行加热。进行加热的条件比如是，在50～200℃，优选在100～200℃的温度下加热1～120分钟，优选30～120分钟。
按照本发明方法的另一个实施方案，可以把在转移膜上提供的隔离层转移到绝缘层的与安装半导体芯片(IC)一侧相反的表面上。进行转移是示例性但非限定性的条件是，在15～200℃下加热，辊或压负荷是5～50kg/cm2，处理时间0.1秒～2小时。通过比如热处理可以增强绝缘层和隔离层之间的粘接，以避免隔离层与绝缘层剥离。进行加热的示例性的条件是，但不限于在50～200℃，优选在100～200℃的温度下加热1分钟～120分钟，优选30～120分钟。
按照上述的转移方法，只要在安装半导体元件之前提供隔离层，对提供隔离层的时间没有特别的限制。具体说来，隔离层可以预先在未被提供导体层的绝缘层上，或者与提供导体层同时提供。不用说，不一定非要在形成导体层图案之前提供隔离层，但可以在形成导体层图案之后提供隔离层。
在比如预先在未被提供导体层的绝缘层上提供隔离层的情况下，优选使用转移法。在制造COF柔性印刷线路板的初始阶段通过转移法提供隔离层的情况下，可使用如下的操作程序。具体说来，不从隔离层上剥离薄膜基底，使其作为增强膜，在制造的最终步骤再取下基底。
在本发明的印刷电路板中，使用此方法在COF柔性印刷线路板上面安装半导体。对安装的方法没有特别的限制。比如通过将COF柔性印刷线路板定位和排列放置在芯片台上的半导体芯片，再把加热工具压到COF柔性印刷线路板上，将该半导体芯片进行安装。在此情况下，加热工具被加热到至少200℃，在某些情况下要加热到350℃或者更高。然而，由于COF柔性印刷线路板在其绝缘层上具有形成的隔离层，就能够避免在加热工具和绝缘层之间发生的熔融粘接。
下面将参照附图2A和2B来叙述本发明印刷电路板的一个实施方案。本发明下面的实施方案将以COF薄膜载体带作为一个例子来进行叙述。可是不用说，本领域普通技术人员都很容易理解，也可以用类似的方法制造COF型的FPCs。
下面将参照实施例，叙述按照本发明一个实施方案的用于制造印刷电路板的COF薄膜载体带20。
图2A和2B示出一个COF薄膜载体带20；图3A～3G是示出该制造COF薄膜载体带20方法的剖面图。
图1是按照本发明的一个实施方案的印刷电路板的剖面图。如在图1中所示，一个COF薄膜载体带20包括一个由铜箔形成的导体层11和一个由聚酰亚胺薄膜形成的绝缘层12。该COF薄膜载体带20具有通过图案化导体层11而得到的线路图案21和沿着该线路图案21的相对的纵向边缘设置的两排横向间隔而且成对的定位孔22。在薄膜载体带20的纵向上，在此绝缘层12的表面上连续地提供线路图案21。该绝缘层12在与其上面将要安装半导体芯片的线路图案21一侧相反的一面，具有一个隔离层13。每个线路图案21在其表面上具有阻焊膜层23，它们是通过丝网印刷涂布阻焊膜层溶液而形成的。借助于线路图案21的内引线与半导体芯片30的突起31之间的粘合，把半导体芯片30就装在每个线路图案21上。
如在图2A、2B和图3A～3G上所示出的，按照本发明的薄膜载体带20是由用于制造COF的层合薄膜10形成的，该层合薄膜1O包括导体层11(铜箔)和隔离层12(聚酰亚胺薄膜)。COF薄膜载体带20具有通过图案化导体层11而得到的线路图案21，和一对横向间隔的两列定位孔22，这些孔是沿着相对的纵向边缘设置的；这就是说，这两列定位孔的排列方式，使得各列是沿着线路图案21的各个相对纵向边缘展开的。线路图案21是沿在薄膜载体带的纵向连续地设置在绝缘层12的表面上。每一个线路图案21在其表面上都具有阻焊膜层23，该层是通过丝网印刷涂布阻焊涂层溶液而形成的。而且，线路图案可以形成在绝缘层的两侧(双金属COF薄膜载体带)。在此情况下，隔离层可以只在加热工具要接触的区域，通过涂布或转移来形成。
虽然导体层11可以由铜以外的金属形成，比如用铝、金或银，但一般是使用铜。对铜层的种类没有特别的限制，任何种类的铜层，比如可使用通过蒸汽淀积或电镀得到的铜层、电解铜箔或者轧制铜箔等。此导体层11的厚度一般是1～70μm，优选5～35μm。
绝缘层12可以由聚酰亚胺以外的聚合材料形成，比如聚酯、聚酰胺、聚醚砜或者液晶聚合物。其中优选通过苯四酸二酐和4，4’-二氨基二苯醚聚合而制备的芳香族聚酰亚胺(所有的重复单元都是芳香族的)。绝缘层12的厚度一般为12.5～125μm，优选12.5～75μm，更优选为12.5～50μm。
制造COF用的层合薄膜10是按照如下的方法制造的，比如在导体层11(铜箔)上涂布含有聚酰亚胺前体和清漆的聚酰亚胺前体树脂组合物，借此形成涂层12a、通过干燥除去溶剂、卷绕起该涂层以及在氧吹除的固化炉里加热卷绕起的涂层使之酰亚胺化，从而形成绝缘层12。然而，对制造此层合薄膜的方法没有特别的限制。
隔离层13可以由含有硅氮烷化合物的硅氧烷系列隔离剂或含有二氧化硅溶胶的隔离剂来形成。隔离层13优选通过使用比如涂布法在绝缘层12上设置隔离剂，然后通过加热，以在隔离层13和绝缘层12之间得到结实的粘接而形成。隔离层13的厚度是比如0.1～1μm。
在如上所述的本发明COF薄膜载体带上安装芯片或电子器件。比如，在将这些带或基底进行传送时，就将半导体芯片安装在带上，或者将电子器件安装在印刷的基底上，从而得到COF制品。由于绝缘层12具有50％或者更高的光学透明性，可以借助于CCD或类似的装置，由绝缘层12一侧识别出线路图案21的影象(比如内引线)。另外，还可以识别出待安装的半导体芯片和印刷电路板的线路图案。这样，通过影象加工就能够实现线路图案对绝缘层12的精确定位，从而以高的精确度安装上电子器件。
下面，参照图3A～3G叙述上述制造COF薄膜载体带方法的一个例子。
如在图3A中所示，提供一用于制造COF的层合薄膜10。如在图3B所示，用冲压或类似的方法，穿过导体层11和绝缘层12形成定位孔22。这些定位孔22可以从绝缘层12的前侧或者后侧形成。然后如在图3C中所示，通过常规的光刻法(这涉及涂布比如负片型光致抗蚀剂涂层溶液)，在设置线路图案21的导体层11的一个区域上形成光致抗蚀剂涂层30。不用说，也可以使用正片型光致抗蚀剂涂层。在把定位销插入定位孔使绝缘层12定位以后，通过光刻掩膜31使光致抗蚀剂涂层30曝光并将其显影，形成图案，从而形成抗蚀剂图案32，提供如图3D所示的线路图案。随后，使刻蚀剂通过作为掩蔽图案的抗蚀剂图案32进行溶解，除去导体层11，并用碱溶液或类似的物质溶解，除去抗蚀剂图案32，这样就形成了如在图3E中所示的线路图案21。根据需要对整个如此形成的线路图案21进行电镀(比如镀锡)，然后通过涂布法在绝缘层12上形成隔离层13，如图3F所示。虽然可以简单地对涂布好的隔离层进行干燥，还是优选加热此隔离层，以增加隔离的效果，即避免加热工具和绝缘层的熔融粘接。进行加热的条件的例子是，但不限于在50～200℃，优选在100～200℃加热1～120分钟，优选30～120分钟。然后如图3G所示，通过比如丝网印刷形成阻焊膜层23。根据需要用金属给没有被阻焊膜层23覆盖的外引线和内引线进行电镀。对金属电镀层的材料没有特别的限制，根据使用的目的可适当地进行镀锡、镀锡合金、镀镍、镀金、镀金合金等。
在上述实施方案中，在用碱溶液或类似物质除去抗蚀剂图案32以后和在提供阻焊膜层23之前形成隔离层13。另外，隔离层13可以在提供阻焊膜层23后的最终制造步骤中形成。当通过后一种方法形成隔离层13时，避免了隔离层13曝露在刻蚀剂、光致抗蚀剂去除剂等当中，因此得到高的隔离效果。如上所述，术语“最终制造步骤”指的是紧接在产品检验步骤前的一个步骤。
如上所述，本发明的隔离层优选在光刻法形成线路图案21后的光刻步骤和与半导体芯片粘接之前形成。确定这个时间的原因是，在光致抗蚀剂层去除步骤中隔离层可能会溶解。因此，优选在完成光刻法步骤之后或在电镀之后，更优选在形成阻焊膜层23或类似步骤后立即形成隔离层13。不用说，也可以在光刻法步骤前形成隔离层13。
可以通过转移法形成隔离层。具体说来，如在图4A～4E所示，上述COF薄膜载体带可以由用于制造COF的层合薄膜10A制造。图4A至4E所示的层合薄膜是通过如下方法制造的：通过在导体层11(铜箔，图4A)涂布含有聚酰亚胺前体和清漆的聚酰亚胺前体树脂组合物，由此形成涂层12a(图4B)、通过干燥除去溶剂、卷绕起涂布层以及在固化烘箱中加热此卷绕起的涂布层以进行酰亚胺化，以形成绝缘层12(图4C)。然后，在作为转移基底的转移薄膜14上形成的隔离层13a与绝缘层12在与导体层11相反一侧的表面上紧密地接触(图4D)并且加热。然后，剥离转移薄膜14，借此形成用于制造COF并具有隔离层13A(图4E)的层合薄膜10A。进行转移的示例性但非限定性的条件是，在15～200℃的温度下加热，辊或压负荷是5～50kg/cm2，处理时间是0.1秒～2小时。进行加热的示例性的条件是，但不限于在50～200℃，优选在100～200℃下加热1～120分钟，优选30～120分钟。不用说，可以在光刻法步骤或类似步骤后通过转移来形成隔离层13A。转移薄膜14材料的例子包括PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PI(聚酰亚胺)和液晶聚合物。此转移薄膜14的厚度是比如15～100μm，优选是20～75μm。
如在图5中所示，本发明的印刷电路板是通过在用上述方法制造的COF薄膜载体带20上安装半导体芯片来制造的。具体说来，输送COF薄膜载体带20，然后将其定位在预定的位置上，同时把半导体芯片30放置在芯片台41上。随后，借助于上钳42和下钳43将COF薄膜载体带固定，此时每个上钳42下降而相应的下钳43升高。加热工具45压在如此固定住的COF薄膜载体带20上，使得将带子加热并进一步下降，从而把薄膜载体带20的内引线压在半导体芯片30的突起31上。压紧经过预定的时间，使内引线和半导体芯片30粘合在一起。在完成粘合以后，用树脂密封粘合好的芯片，从而制造出一块印刷电路板。
根据加压的时间和压力或者其他条件，加热工具45的温度被控制在200℃或更高，优选350℃或更高。按照本发明，即使当加热工具45被加热到如此高的温度，由于在将要与加热工具45接触的薄膜载体带20的表面上提供了隔离层13，就避免了在COF薄膜载体带20和加热工具45之间的熔融粘接。因此，按照本发明，可以在足够高的温度下进行粘合，所以就保证了高的粘合强度。换句话说，由于可以升高温度以得到预定水平的粘合强度，就缩短了压接粘合所需的时间，这是有利的。
实例
实例1a～1d
使用各种商品聚酰亚胺薄膜基底，即S’PERFLEX(商品名：住友冶金株式会社的产品，实例1a)、ESPANEX(商品名：日本铁钢化学株式会社的产品，实例1b)、NEOFLEX(商品名：三井化学株式会社的产品，实例1c)和UPISEL(商品名：宇部工业株式会社的产品，实例1d)为制造COF提供层合薄膜。使用光致抗蚀剂给每种层合薄膜的导体层形成图案。将得到的整个图案上镀锡，并在此薄膜基底的背侧涂布聚硅氧烷系列树脂(含有硅烷化合物)SR2411(商品名：DowCorning Toray Silicone有限公司的产品)。在125℃下加热此涂层1小时，形成具有隔离层的COF薄膜载体带。
把一个加热工具压在在实例1a～1d中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在260～440℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片30并且模塑，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。
实例2a～2d
使用与在实例1a～1d中所用的相类似的各种商品聚酰亚胺薄膜，即S’PERFLEX(商品名：住友冶金株式会社的产品，实例2a)、ESPANEX(商品名：日本铁钢化学株式会社的产品，实例2b)、NEOFLEX(商品名：三井化学株式会社的产品，实例2c)和UPISEL(商品名：宇部工业株式会社的产品，实例2d)为制造COF提供层合薄膜。使用光致抗蚀剂给每种层合薄膜的导体层形成图案。将得到的整个图案上镀锡，并在此薄膜基底的背侧涂布聚硅氧烷系列树脂(含有硅氮烷化合物)SEPA-COAT(商品名：信越化学株式会社的产品)。在125℃下加热此涂层1小时，形成具有隔离层的COF薄膜载体带。
把一个加热工具压在在实例2a～2d中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在260～440℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片30并且模塑，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。
比较例1a～1d和2a～2d
重复实例1a～1d和2a～2d的操作程序，只是不提供隔离层，从而分别得到比较例1a～1d和2a～2d的COF薄膜载体带。
把一个加热工具压在在比较例1a～1d和2a～2d中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在260～440℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片30并且模塑，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。
测试例1
把加热工具压在在实例1a～1d和2a～2d中和在比较例1a～1d和2a～2d中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在260～440℃之间变化。在此加热条件下安装半导体芯片。观察隔离层和加热工具之间粘接的情况，测定发生粘接的温度。结果如在表1中所示。
表1
    隔离剂   薄膜基底              粘接温度(℃)
  实例 比较例
1a    SR2411   S’PERFLEF   370   320
1b    SR2411   ESPANEX   360   320
1c    SR2411   NEOFLEX   360   340
1d    SR2411   UPISEL   350   260
2a    SEPA-COAT   S’PERFLEF   440   320
2b    SEPA-COAT   ESPANEX   390   320
2c    SEPA-COAT   NEOFLEX   400   340
2d    SEPA-COAT   UPISEL   360   260
由表1可以清楚地看出，与不具有隔离层的比较例1a～1d和2a～2d相比，实例1a～1d和2a～2d的薄膜载体带明显地显示出高的抗粘接性(即高的隔离效果)。
此外，无论有还是没有隔离层，充填材料(树脂)的模塑状况几乎都是同样的。
实例3a～3d
使用与在实例1a～1d中所用的相类似的各种商品聚酰亚胺薄膜，即S’PERFLEX(商品名：住友冶金株式会社的产品，实例3a)、ESPANEX(商品名：日本铁钢化学株式会社的产品，实例3b)、NEOFLEX(商品名：三井化学株式会社的产品，实例3c)和UPISEL(商品名：宇部工业株式会社的产品，实例3d)为制造COF提供层合薄膜。使用光刻法图案化每种层合薄膜的导体层而形成图案。将得到的整个图案上镀锡，并在此薄膜基底的背侧涂布聚硅氧烷系列油SRX310(商品名：Dow Corning Toray Silicone有限公司的产品)。在125℃下加热此涂层1小时，形成具有隔离层的COF薄膜载体带。
把一个加热工具压在在实例3a～3d中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在260～400℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片30，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。
比较例3a～3d
重复实例3a～3d的操作程序，只是不提供隔离层，从而得到比较例3a～3d的COF薄膜载体带。
把一个加热工具压在在比较例3a～3d中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在260～400℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片30，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。
测试例2
把加热工具压在在实例3a～3d中和在比较例3a～3d中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在260～400℃之间变化。在此加热条件下安装半导体芯片。观察隔离层和加热工具之间粘接的情况，测定发生粘接的温度。结果如在表2中所示。
表2
                     粘接温度(℃)
    实例     比较例
  3a：S’PERFLEX     400     320
  3b：ESPANEX     350     320
  3c：NEOFLEX     370     340
  3d：UPISEL     280     260
由表2可以清楚地看出，与比较例3a～3c相比，实例3a～3c的薄膜载体带明显地显示出高的抗粘接性。
虽然实例3d的薄膜载体带小生产比比较例3d更高的粘接温度，但此温度上的差比较小。然而，考虑到通过熔融粘接安装半导体元件的温度，随着加热工具的类型、半导体芯片的类型、使用的安装元件的产物而变化，一般在大约200～大约350℃，对于本发明的目的而言，如此小的粘接温度的提高应该足够了。
实例4a～4h
重复实例1的操作程序，只是涂布SEPA-COAT(商品名：信越化学株式会社的产品)的时间发生变化，借此得到COF薄膜载体带。具体说来，通过如下的方法得到隔离层，即在用于制造COF的层合薄膜上涂布SEPA-COAT，然后用空气干燥3小时或更长(实例4a)；不用空气干燥，而是在125℃下加热涂布的SEPA-COAT 1小时(实例4b)；在给导体层形成图案以前进行清洗的步骤涂布SEPA-COAT，然后用空气干燥3小时或更长时间(实例4c)；不用空气干燥，而是在125℃下，在1小时的时间加热如此涂布的SEPA-COAT(实例4d)；或者通过在图案化导体层而形成图案的光致抗蚀剂显影后，涂布SEPA-COAT，然后用空气干燥3小时或更长时间(实例4e)；或者不进行空气干燥，而是在125℃下将如此涂布的SEPA-COAT加热1小时(实例4f)；或者在图案化导体层而形成图案、去除光致抗蚀剂和镀锡以后，涂布SEPA-COAT，接着再进行3小时或更长的空气干燥(实例4g)；或者不进行空气干燥，而是在125℃下将如此涂布的SEPA-COAT加热1小时(实例4h)。
把一个加热工具压在在实例4a～4g中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在340～490℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片30，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。
测试例3
把加热工具压在在实例4a～4h中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在340～490℃之间变化。在此加热条件下安装半导体芯片。观察隔离层和加热工具之间粘接的情况，测定发生粘接的温度。结果如在表3中所示。
表3
  粘接温度(℃)
    实例4a     350
    实例4b     360
    实例4c     350
    实例4d     370
    实例4e     340
    实例4f     380
    实例4g     480
    实例4h     490
由表3可以清楚地看出，在除去光致抗蚀剂以后形成隔离层的实例4g～4h的薄膜载体带示出出优异的抗粘接性。对于此优异的抗粘接性的可能的原因是，在光刻法步骤以后进行的去除光致抗蚀剂的步骤中，隔离层发生了部分溶解。由此结果还清楚地看出，在通过涂布法提供隔离层的情况下，与不进行任何附加的热处理只进行空气干燥相比，抗粘接性通过热处理进一步提高了。
实例5a～5e
用与制造实例4a～4h的薄膜载体带相类似的方法，图案化导体层、除去光致抗蚀剂、镀锡和涂布聚硅氧烷系列树脂，而制造出薄膜载体带。通过空气干燥3h或更长的时间，或者在125℃下加热1小时来形成隔离层。在实例5a～5e中，用各种稀释因子，即1(未稀释)、2、3、5和10倍的乙酸乙酯来稀释聚硅氧烷系列树脂SEPA-COAT(商品名：信越化学株式会社的产品)。在各种情况下，计算出隔离层的厚度。
把一个加热工具压在在实例5a～5e中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在320～460℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片3，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。
测试例4
把加热工具压在在实例5a～5e中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在320～460℃之间变化。在此加热条件下安装半导体芯片。观察隔离层和加热工具之间粘接的情况，测定发生粘接的温度。结果如在表4中所示。
表4
   层的厚度(μm)                   粘接温度(℃)
  未加热的   加热的
  实例5a     0.35     440     460
  实例5b     0.18     440     440
  实例5c     0.12     400     410
  实例5d     0.07     370     390
  实例5e     0.04     320     320
如在图4中清楚地看到的，具有厚度0.05μm或更厚的隔离层的薄膜载体带显示出抗粘接性，如用实例5a～5c所确认，具有厚度超过0.1μm的隔离层的薄膜载体带明显地示出出高的抗粘接性。
实例6
通过涂布法在作为导体层11的超精密粗糙度铜箔(厚度9μm)上形成作为绝缘层12的聚酰亚胺层(厚度40μm)。在铜箔(与导体层相反)的另一表面上，通过转移法提供由聚硅氧烷系列化合物形成的隔离层13(厚度0.1μm)，由此得到实例6的COF薄膜载体带。在完成由聚硅氧烷系列化合物形成的隔离层13的转移以后，在120℃下加热此薄膜载体带。
把一个加热工具压在在实例6中制造的COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在260～440℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片30，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。
实例7
重复实例6的操作程序，只是在转移聚硅氧烷系列隔离剂以后省掉将要进行的热处理，借此得到实例7的用于制造COF的层合薄膜。
把一个加热工具压在在实例7中制造的COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在260～440℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片30，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。
实例8
重复实例6的操作程序，只是通过转移法形成的隔离层13改为由SEPA-COAT(商品名：信越化学株式会社的产品)形成的聚硅氧烷系列化合物，借此得到实例8的用于制造COF的层合薄膜。
把一个加热工具压在在实例8中制造的COF薄膜载体带的隔离层上。加热工具的温度在260～440℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片30，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。
比较例4
重复实例6的操作程序，只是省略掉提供隔离层13，借此得到比较例4的用于制造COF的层合薄膜。
把一个加热工具压在在比较例4中制造的COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在260～440℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片30，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。
测试例5
把一个加热工具压在在实例6～8和比较例4中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在260～440℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片30，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。观察隔离层和加热工具之间粘接的情况，测定发生粘接的温度。结果如在表5中所示。
表5
 工具温度(℃)   实例6   实例7   实例8 比较例4
    260     ○     ○     ○     ○
    280     ○     ○     ○     ○
    300     ○     ○     ○     ×
    320     ○     △     ○     ×
    340     ○     △     ○     ×
    360     ○     ×     ○     ×
    380     ○     ×     ○     ×
    400     ○     ×     ○     ×
    420     ×     ×     ○     ×
    440     ×     ×     ×     ×
○：不粘接；△：部分粘接；×：粘接；
如由表5所清楚地看到的，当温度超过300℃时，比较例4的薄膜载体带就粘接在加热工具上。实例7的薄膜载体带示出出优异的抗粘接性，使得当温度超过320℃时，该载体带部分粘接在加热工具上。而当温度是400℃或更低时，实例6和实例8根本不引起粘接。虽然实例7的薄膜载体带示出出比比较例4更高的粘接温度，温度上的差别还比较小。然而，由于通过熔融粘接安装半导体元件的温度取决于加热工具的类型、半导体芯片的类型、安装元件的产品的使用等，此温度一般在大约200～大约350℃，对于本发明的目的，这样小的粘接温度的提高应该足够了。
实例9a～9c
使用S’PERFLEX(住友冶金株式会社的产品)作为薄膜基底，使用COLCOAT P(商品名：Colcoat公司的产品，含有二氧化硅溶胶，实例9a)、COLCOAT N-103X(商品名：Colcoat公司的产品，含有硅烷化合物，实例9b)和COLCOAT SP-2014S(商品名：Colcoat公司的产品，含有硅烷化合物，实例9c)作为隔离剂。所提供的线路图案被整体上镀锡，然后把每一种隔离剂涂布在薄膜基底的背侧。在120℃下加热60分钟干燥这些涂层，借此形成具有隔离层的COF薄膜载体带。
把一个加热工具压在在实例9a～9c中制造的每个COF薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在440～480℃之间变化。在加热的条件下，安装半导体芯片30，借此得到印刷电路板。芯片台的温度保持在450℃。
测试例6
把加热工具压在实例9a～9c的每个薄膜载体带的隔离层13上。加热工具的温度在440～480℃之间变化。在此加热条件下安装半导体芯片。借此制造出印刷电路板。
在制造实例9a～9c的印刷电路板的过程中，观察隔离层和加热工具之间粘接的情况，测定发生粘接的温度。结果如在表6中所示。
表6
    实例   粘接温度(℃)
    9a：COLCOAT P     460
    9b：COLCOAT N-103X     480
    9c：COLCOATSP-2014S     440
如在表6中清楚地看到的，实例9a～9c的薄膜载体带液明显地示出出高的抗粘接性。
测试例10
在实例2、8和9a中制造的每个COF薄膜载体带上，使用加热到400℃的加热工具安装半导体芯片，借此得到印刷电路板。另外在由比较例2a中得到的COF薄膜载体带上，用加热到280℃的加热工具安装半导体芯片，借此得到印刷电路板。借助于Auger电子光谱仪(SAM)观察每一种印刷电路板的绝缘层与加热工具接触的表面。通过此观察，检测出至少在实例2a、8和9a的每一种印刷电路板绝缘层与所定义的半导体芯片被正交地投射到该绝缘层的区域相反的部分，在隔离层中以连续的形式或间断岛屿的形式所含的Si。然而，在比较例2a的印刷电路板绝缘层表面上没有检测出Si。应该注意到，由于观察到的在绝缘层中所含的硅化合物应该是整块的形象而不是岛屿状的形象，可以从在绝缘层表面上存在的硅组分中区分出硅化合物。

Claims (15)

1.一种印刷电路板，该电路板包括：
一个柔性印刷线路板，和
一安装在该柔性印刷线路板上的半导体芯片，
其中，该柔性印刷线路板包括：
一个绝缘层；
一线路图案，由设置在该绝缘层至少一侧上的导体层形成；以及
一个隔离层，设置在该绝缘层的一表面上，该表面是与安装半导体芯片的一侧相反的表面。
2.如权利要求1的印刷电路板，其特征在于，该隔离层含有聚硅氧烷系列化合物。
3.如权利要求2的印刷电路板，其特征在于，在与半导体芯片被正交地投射在隔离层上所确定区域的相反部分，以连续形式或以间断的岛屿状形式存在着聚硅氧烷系列化合物或元素硅。
4.如权利要求2的印刷电路板，其特征在于，该隔离层是由含有至少一种选自聚硅氧烷化合物、硅烷化合物和二氧化硅溶胶的隔离剂形成的。
5.如权利要求1～4中任意一项的印刷电路板，其特征在于，该隔离层是通过在绝缘层上涂布含有隔离剂的溶液并加热而形成的。
6.如权利要求1～4中任意一项的印刷电路板，其特征在于，该隔离层是通过把在转移薄膜基底上设置的隔离层进行转移而形成的。
7.如权利要求1印刷电路板，其特征在于，该柔性印刷线路板是COF薄膜载体带。
8.一种制造印刷电路板的方法，该方法包括：
制造一种柔性印刷线路板，该线路板包括：
一个绝缘层、由设置在该绝缘层的至少一侧上的导体层形成的线路图案和一设置在该绝缘层一表面的隔离层，该表面是与安装半导体芯片一侧相反的表面；以及
在该柔性印刷线路板上安装半导体芯片。
9.如权利要求8的制造印刷电路板的方法，其特征在于，该半导体芯片是使用将要与隔离层直接接触并加热到200℃或更高温度的加热工具来安装的。
10.如权利要求8的制造印刷电路板的方法，其特征在于，该隔离层含有聚硅氧烷系列化合物。
11.如权利要求10的制造印刷电路板的方法，其特征在于，在与半导体芯片被正交地投射到该层上时所确定的区域相反部分，以连续的形式或以间断的岛屿状的形式存在着聚硅氧烷系列化合物或元素硅。
12.如权利要求10的制造印刷电路板的方法，其特征在于，该隔离层是由含有至少一种选自聚硅氧烷化合物、硅烷化合物和二氧化硅溶胶的隔离剂形成的。
13.如权利要求8～12中任意一项的制造印刷电路板的方法，其特征在于，该隔离层是通过在绝缘层上涂布含有隔离剂的溶液和加热而形成的。
14.如权利要求8～12中任意一项的制造印刷电路板的方法，其特征在于，该隔离层是通过将在转移薄膜基底上设置的隔离层进行转移而形成的。
15.如权利要求8的制造印刷电路板的方法，其特征在于，该柔性印刷线路板是COF薄膜载体带。
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