CN1838860A - 柔性印刷线路板及其制造方法、和半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种柔性印刷线路板及柔性印刷线路板的制造方法、和半导体装置，在将覆盖层薄膜贴附到布线图案的表面时，可以防止从端部开始的剥离或气泡的卷入等。本发明的柔性印刷线路板，在绝缘性带基薄膜的表面上形成有由导电性金属形成的布线图案，使上述布线图案的端子部分外露地将绝缘性覆盖层薄膜贴附在上述布线图案的表面，由此来保护上述布线图案；其特征在于，按照除所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域与所述覆盖层薄膜的形状从投影上看大致相符的办法，预先设置所述覆盖层薄膜的尺寸，并将其贴附在除所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域。

Description

柔性印刷线路板及其制造方法、和半导体装置
技术领域
本发明涉及柔性印刷线路板和柔性印刷线路板的制造方法及半导体装置。更详细地，特别涉及适用于驱动平板显示器(FPD)、打印机等的柔性印刷线路板和柔性印刷线路板的制造方法及半导体装置。
背景技术
为了将集成电路(IC)等电子元件安装到电子装置上，而使用电子元件安装用薄膜载带(TAB(Tape Automated Bonding)带、COF(Chipon Film)带、BGA(Ball Grid Array)带、CSP(Chip Size Package)带、ASI(Application Specific Integrated Circuit)带)或薄片状的FPC(FlexiblePrinted Circuit)。这样的柔性印刷线路板通过以下过程制造：在聚酰亚胺薄膜等绝缘膜上形成铜箔等导电性金属层，在该导电性金属层表面上涂布感光性树脂，将该感光性树脂曝光显像成所期望的图案，形成了由感光性树脂材料形成的图案后，通过将所形成的图案作为掩模材料有选择地蚀刻导电性金属，形成布线图案。
然后，在形成布线图案之后贴附覆盖层薄膜，以保护上述布线图案。
专利文献1：特开2003-282650号公报
但，将这样的覆盖层薄膜贴附到布线图案的表面时，按照以下步骤进行。
例如，如图2所示，是在绝缘性带基薄膜2的表面上形成有布线图案4的柔性印刷线路板6。在该柔性印刷线路板6中，左下部的3根端子为虚设图案64。在该柔性印刷线路板6的上部，贴附具有粘合剂的覆盖层薄膜10时，预备被切割成大致呈矩形的具有粘合剂的覆盖层薄膜10。该覆盖层薄膜10由绝缘性树脂薄膜衬底9和薄膜粘合剂层8形成。然后，如图3所示，将所述覆盖层薄膜10的薄膜粘合剂层8一侧与布线图案4相向设置，从该状态开始，首先，从覆盖层薄膜10的上方一侧通过使用规定的金属铸型轻轻地加热压紧粘结，而将覆盖层薄膜10临时贴附在布线图案4的表面上。
然后，将覆盖层薄膜10临时贴附后，这次如图4所示，同样地从加热状态开始，使用金属铸型进行覆盖层薄膜10的正式压紧粘结。即，通过从覆盖层薄膜10的上方一侧进行第2次压紧，下面的薄膜粘合剂层8进入到带基薄膜2上的布线图案4之间，可以可靠地紧密结合覆盖层薄膜10。
但是，像这样使覆盖层薄膜10从临时贴附的状态进行正式的压紧粘结时，尤其在覆盖层薄膜的四个角，如图3所示，由于在覆盖层薄膜10的端部10a附近没有布线图案4，在进行临时贴附时，覆盖层薄膜10的端部10a会部分上翘。在发生像这样的端部10a的上翘时，临时贴附的覆盖层薄膜10会剥离，或者在结合面上形成凹凸面，因此在进行第2次正式的压紧粘结时、或其他时候，如图4所示，可能会在薄膜粘合剂层8的内部卷入气泡12，从而产生产品不良的情况。
发明内容
本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种柔性印刷线路板及柔性印刷线路板的制造方法、和半导体装置，在将覆盖层薄膜贴附到布线图案的表面时，可以防止从端部开始的上翘、剥离或气泡的卷入等。
本发明的柔性印刷线路板，是在绝缘性带基薄膜的表面上形成有由导电性金属形成的布线图案，使上述布线图案的端子部分外露地将绝缘性覆盖层薄膜贴附在上述布线图案的表面，由此来保护上述布线图案的柔性印刷线路板；
其特征在于，按照除所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域与所述覆盖层薄膜的形状从投影上看大致相符的方式而预先设定所述覆盖层薄膜的尺寸，并将其贴附在除所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域。
而且，本发明的柔性印刷线路板的制造方法，其中的柔性印刷线路板是：在绝缘性带基薄膜的表面上形成有由导电性金属形成的布线图案，使所述布线图案的端子部分外露地将绝缘性覆盖层薄膜贴附在所述布线图案的表面，由此来保护上述布线图案的柔性印刷线路板；
其特征在于，包括：
准备按照除所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域与所述覆盖层薄膜的形状从投影上看大致相符的方式而预先设定尺寸的所述覆盖层薄膜的工序；
将所述覆盖层薄膜贴附在除所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域的工序。
根据上述构成，由于布线图案一直存在于覆盖层薄膜的下表面，所以在临时贴附时，端部、尤其是四个角不会上翘。因此，可以防止气泡的卷入等。
而且，本发明的柔性印刷线路板，其特征在于，所述覆盖层薄膜由与形成所述绝缘性带基薄膜的树脂相同种类的树脂形成。
而且，本发明的柔性印刷线路板的制造方法，其特征在于，所述覆盖层薄膜由与形成所述绝缘性带基薄膜的树脂相同种类的树脂形成。
像这样采用相同种类的树脂，不仅在成本上、或管理上带来了好处，同时也减少了由于温度变化等因素的影响，例如可减少扭曲。
而且，本发明的半导体装置，其特征在于，是在上述任意一种柔性印刷线路板上安装有电子元件的半导体装置。
而且，本发明的半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：
准备通过任意一种上述柔性印刷线路板的制造方法制得的柔性印刷线路板的工序；
在所述柔性印刷线路板上安装电子元件的工序。
而且，本发明的覆盖层薄膜，是按照与除柔性印刷线路板的所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域从投影上看大致相符的方式而预先设定尺寸的、并且使用具有所述预先设定的尺寸形状的冲模和冲孔来冲压而成的覆盖层薄膜，
被贴附在除所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域。
根据本发明的柔性印刷线路板，除布线图案的端子部分之外的布线图案区域与覆盖层薄膜的形状大致相符，因此在粘合的时候，由于布线图案一直存在于覆盖层薄膜的下表面，所以，能够进行可靠的临时以及随后的正式压紧粘结，能够防止上翘、剥离或气泡的进入。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的柔性印刷线路板的平面图；
图2为现有的柔性印刷线路板的一个例子的平面图；
图3为在现有的柔性印刷线路板上临时贴附覆盖层薄膜时的截面图；
图4为在现有的柔性印刷线路板上正式的压紧粘结覆盖层薄膜时的截面。
图5为表示了用来冲压覆盖层薄膜的冲模的形状，一个冲模与另一个冲模相比具有缺损部的概要图。
附图标记说明
2、带基薄膜
4、布线图案
6、柔性印刷线路板
8、薄膜粘合剂层
9、绝缘性树脂薄膜衬底
10、覆盖层薄膜
10a、端部
12、气泡
20、柔性印刷线路板(电子元件安装用薄膜载带)
22、带基薄膜
24、布线图案
25、虚设的金属线
26、端子部分
28、导孔
30、设备孔
32、覆盖层薄膜(绝缘性树脂保护膜)
64、虚设图案
A、冲模
B、冲模
C、角部的区域
L、布线图案区域
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的柔性印刷线路板及柔性印刷线路板的制造方法、和半导体装置进行具体的说明。并且，本发明的布线图案含有虚设图案(虚设配线)。
如图1所示，本实施例的柔性印刷线路板20由绝缘性的带基薄膜22、在该表面上形成的布线图案24、为使端子部分26从该布线图案24露出而设置的覆盖层薄膜(绝缘性树脂保护膜)32构成。在柔性印刷线路板20中，优选设置没有电性连接的虚设图案(虚设配线)。
作为绝缘性的带基薄膜22可以使用聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺酰胺薄膜、聚酯薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚醚酰亚胺薄膜、碳氟聚合物薄膜、液晶聚合物薄膜等。即，这些带基薄膜22具有不被蚀刻时使用的蚀刻液或清洗时使用的碱性溶液等侵蚀的耐酸耐碱性，并还具有不会因为在安装电子元件时或其他时候的加热而产生大热变形的耐热性。作为具有这样的特性的带基薄膜22优选聚酰亚胺薄膜。
上述绝缘性的带基薄膜22的平均厚度通常为5～150μm，优选5～125μm，特别优选25～75μm。
通过冲压，在上述绝缘性的带基薄膜22上穿设导孔28、设备孔30、弯曲切口(未图示)、定位孔(未图示)等必要的通孔。
布线图案24通过有选择地对在所述带基薄膜22的表面上设置的导电性金属进行蚀刻而形成的。作为在此使用的导电性金属可以为铜、铜合金、铝、铝合金等导电性金属。可以通过例如沉积法或电镀法等将上述导电性金属设置在带基薄膜22的表面。而且，也可以通过贴附由上述导电性金属形成的金属层来进行设置。上述导电性金属层的厚度通常为2～70μm、优选为5～45μm的范围内。
不使用粘合剂，也可以把上述导电性金属层设置在绝缘性的带基薄膜22的表面。被使用于三层载带的导电性金属层粘结中的粘合剂层可以由例如环氧树脂粘合剂、聚酰亚胺树脂粘合剂、丙烯酸树脂粘合剂等形成。这样的粘合剂层的厚度通常为5～50μm，优选在10～40μm的范围内。并且，这样的粘合剂层不混入两层载带中。
通过有选择地蚀刻在绝缘性的带基薄膜22的表面上按如上所述所形成的导电性金属层而形成布线图案24。即，可以在导电性金属层的表面上形成感光性树脂层，通过曝光显像该感光性树脂层来形成所期望的图案，将该图案作为掩膜材料对导电性金属层有选择地进行蚀刻，来形成布线图案24。
在根据上述过程形成的布线图案24的表面上，使端子部分26外露、并且使其它部分被覆盖地来贴附绝缘性的覆盖层薄膜32、32。
覆盖层薄膜32，与如图3所示的覆盖层薄膜10情况相同，由绝缘性树脂薄膜衬底9和在其一侧表面上形成的薄膜粘合剂层8构成。
在本实施例中，如图1所示，覆盖层薄膜32的形状设定为，以投影的方法观测、与除布线图案24的端子部分26之外的布线图案区域L大致相符的尺寸。
并且，具体地，覆盖层薄膜32是从布线图案24的端部开始，以100μm～3mm的大小范围剪裁而成。
通过预先准备上述大小的覆盖层薄膜32，将覆盖层薄膜32和布线图案24临时贴附后，再进行正式的压紧粘结，如此可以防止现有技术中气泡的卷入或覆盖层薄膜32的上翘、剥离等。即，现有技术中，准备了连没有设置布线图案24的部分(特别是四个角)都包含在内的四边形覆盖层薄膜，然后将其覆盖在布线图案24的上表面进行粘结。对于这样的大小，由于在没有设置布线图案的部分(特别是四个角)，粘结有覆盖层薄膜32，所以在临时贴附时，在结合面上发生凸凹不平，其结果是，在进行正式的粘结时含有气泡的比例就会达到40～50％。对此，根据本实施例，预先将没有设置布线图案24的范围切除，再进行使用，这样经正式的压紧粘结后的柔性印刷线路板的气泡的产生率变为0～1％，可达到近似于完全不产生气泡。
本实施例的柔性印刷线路板20，可以有效地适用于除了上述FPD装置之外还可以在打印机等设备中使用的柔性印刷线路板等。
作为形成覆盖层薄膜32的绝缘性树脂薄膜衬底9的耐热性保护树脂，可以使用聚酰亚胺树脂、聚亚烷基对苯二酸酯树脂、聚亚烷基萘二酸酯树脂和芳族聚酸胺树脂等。这些树脂可以单独使用也可以组合使用。由上述耐热性保护树脂形成的绝缘性树脂薄膜衬底9的厚度，以平均厚度计算通常为大于等于1μm，优选3～75μm，特别优选4～50μm。
而且，被涂设在上述绝缘性树脂薄膜衬底9上的由热硬化性树脂形成的薄膜粘合剂层8的构成树脂可以使用环氧树脂、聚酰亚胺前体(聚酰胺酸)、苯酚树脂等热硬化性树脂。特别地，由这里使用的热硬化性树脂形成的热硬化性粘合剂的硬化温度为80～200℃范围内，优选130～180℃的范围内；优选使用在室温下在表面上很难体现粘着性而在加热粘结时产生粘合力的树脂。而且，该热硬化性粘合剂优选在热硬化之后的热硬化体上具有弹性的热硬化性粘合剂。为了使热硬化性粘合剂的硬化体能如上所述地具有弹性，可以向作为上述粘合性成分的热硬化性树脂中混入弹性体，或用弹性体成分使热硬化性树脂变性，从而使热硬化性树脂硬化体自身具有弹性。
该薄膜粘合剂层8的厚度优选与为了合适地形成布线图案24而在带基薄膜22表面上设置的导电性金属层的厚度相等或比其厚，通常为10～50μm，优选20～50μm的范围内。通过这样设定薄膜粘合剂层8的厚度，在对覆盖层薄膜32进行冲压并将其贴附到布线图案24的表面上时，可以用粘合剂填充与邻接的布线图案之间的间隙，从而避免在与所贴附的覆盖层薄膜32之间产生不需要的空隙。
具有上述构成的本实施例的覆盖层薄膜32的厚度(绝缘性树脂薄膜衬底9+薄膜粘合剂层8之和)通常为15～125μm，优选15～75μm的范围内。该覆盖层薄膜32预先被卷绕在供带卷轴上，并从该供带卷轴以该覆盖层薄膜32的薄膜粘合剂层8一侧面向布线图案24的形成面来向带基薄膜22的形成有布线图案24的表面上送带。使用具有与将要被冲压的覆盖层薄膜形状相同的冲模和冲孔的冲压机对覆盖层薄膜32冲压。将使用该冲模进行冲压后的覆盖层薄膜32的薄膜片设置于沿着引导装置移动的柔性印刷线路板的覆盖层保护膜形成预定部上，并加热至60℃～120℃的程度，并以0.2MPa～2MPa、优选为0.4MPa～0.8MPa程度的压力进行临时贴附之后，根据薄膜粘合剂层8的种类，相对应地加热至100℃～200℃、优选130℃～180℃的程度，并以0.3MPa～5MPa、优选为0.6MPa～0.9MPa程度的压力进行正式的压紧粘结。
进行正式压紧粘结的金属铸型具有由硅树脂或碳氟聚合物形成的弹性部件，通过该弹性部件对布线图案24的表面进行压紧。并且，按照上述过程进行冲压的覆盖层薄膜32被回收到供带卷轴。
这样形成的柔性印刷线路板20中，由于只在形成有布线图案24的部分贴附有覆盖层薄膜32，在没有形成布线图案24的部分将覆盖层薄膜32切除了，所以可以防止气泡的卷入或剥离。
本发明的半导体装置是通过向上述柔性印刷线路板中的设备孔30安装电子元件并用树脂密封而形成的半导体装置。
以上，对本发明的一个实施例进行了说明，但本发明并不局限于上述实施例。
例如，在上述实施例中，使用了尺寸大致相同的覆盖层薄膜32、32，但也可以使用分别不同的形状、尺寸，使其一体化也是可以的。
重要的是，在没有形成布线图案24的部分不要贴附有覆盖层薄膜32。即，覆盖层薄膜的形状要根据布线图案24的形状可以是任何形状。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明并不局限于此。
实施例1
在厚度50μm的聚酰亚胺薄膜(商品名：UPILEXS，宇部兴产株式会社制)上，通过厚度12μm的粘合剂层，边加压边加热地层积平均厚度为35μm的电解铜箔。
然后，在该电解铜箔的表面涂布感光性树脂并使之硬化，然后进行曝光显像而形成所期望的防蚀刻图案。
然后，对形成有这些图案的带基薄膜进行蚀刻处理，将图案作为掩膜材料有选择地对电解铜箔进行蚀刻，由此形成由铜构成的布线图案。
另外，向厚度为12μm的聚酰亚胺树脂薄膜上涂布厚度为35μm的苯酚粘合剂来调制覆盖层薄膜。
将这样制得的覆盖层薄膜的粘合剂层设置成面向电子元件安装用薄膜载带的布线图案的形成面，使用具有冲模和冲孔的冲压机进行冲压，并边加热至100℃边使用0.5MPa的压力将覆盖层薄膜压紧粘结到布线图案的规定位置。
并且，如图5所示，准备两个冲模，冲模A和冲模B。冲模A和冲模B的不同点在于角部的区域C是否被切除，其他方面如材质都相同设置。将上述两个冲模A，B安装到冲压装置中，通过一次冲压就以A，B的形状把覆盖层薄膜冲压而成。用冲模A冲压成的薄膜片设置成了如图1左侧、即虚设有三根金属线25的薄膜片；用冲模B冲压成的薄膜片是如位于图1右侧的样子设置的。在一次冲压的同时也进行了粘结。这样，对于图1的带基薄膜，向左右的布线图案的表面分别临时贴附与冲模A的形状相符的覆盖层薄膜和与冲模B的形状相符的覆盖层薄膜，制作1万片的样品。覆盖层薄膜的角部都很平坦，没有任何剥离或上翘等的凹凸。
然后，对临时贴附了覆盖层薄膜的带基薄膜进行正式压紧粘结，这时，将由硅树脂形成的弹性部件(硅衬垫)设置在进行正式压紧粘结的金属铸型的表面。
在进行正式压紧粘结时，加热至170℃，以0.7MPa在15秒内进行压紧粘结。
在这样粘结的1万片薄膜载带的覆盖层薄膜与布线图案的粘结面上，没有发现气泡。而且，观察覆盖层薄膜的四个角来确认覆盖层薄膜的贴附情况，任何一个角都被适当而正确地粘结，没有剥离或上翘等凹凸，很平坦。
比较例
与上述实施例1相同，制作所期望的形成有布线图案的带基薄膜。
关于冲模的形状，准备两个如图5所示的冲模B。即，作为比较例，即使在没有形成布线图案的部分也以覆盖层薄膜覆盖，设置成比布线图案区域更大。然后，将利用上述冲模B、B冲压的薄膜片临时贴附到布线图案的上表面后，进行正式压紧粘结。临时贴附和正式压紧粘结时的温度条件以及压力是与实施例1相同的条件。
这样，在比较例中，即使在没有形成布线图案的部分(相当于图5中C的区域)也粘结有覆盖层薄膜。
在这样临时贴附的覆盖层薄膜和布线图案的粘结面上，产生上翘的接近半数，尤其在观察角部时，虽然在其它部分没有发现上翘现象，但只是在角部产生上翘的情况就很多。而且，被正式压紧粘结后的样品含有气泡的比例为43％。

Claims (7)

1、一种柔性印刷线路板，是在绝缘性带基薄膜的表面上形成有由导电性金属形成的布线图案，使所述布线图案的端子部分外露地将绝缘性覆盖层薄膜贴附在所述布线图案的表面，由此来保护上述布线图案的柔性印刷线路板；其特征在于，
按照除所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域与所述覆盖层薄膜的形状从投影上看大致相符的方式而预先设定所述覆盖层薄膜的尺寸，并将所述覆盖层薄膜贴附在除所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域。
2、如权利要求1所述的柔性印刷线路板，其特征在于，所述覆盖层薄膜由与形成所述绝缘性带基薄膜的树脂相同种类的树脂形成。
3、一种半导体装置，其特征在于，是在权利要求1或2所述的柔性印刷线路板上安装有电子元件。
4、一种覆盖层薄膜，其特征在于，是按照与除柔性印刷线路板的所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域从投影上看大致相符的方式而预先设定尺寸的、并且使用具有所述预先设定的尺寸形状的冲模和冲孔来冲压而成的覆盖层薄膜，
所述覆盖层薄膜被贴附在除所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域。
5、一种柔性印刷线路板的制造方法，所述柔性印刷线路板是：在绝缘性带基薄膜的表面上形成有由导电性金属形成的布线图案，使所述布线图案的端子部分外露地将绝缘性覆盖层薄膜贴附在所述布线图案的表面，由此来保护上述布线图案的柔性印刷线路板；
其特征在于，包括：
准备按照除所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域与所述覆盖层薄膜的形状从投影上看大致相符的方式而预先设定尺寸的所述覆盖层薄膜的工序；
将所述覆盖层薄膜贴附在除所述布线图案的端子部分之外的布线图案区域的工序。
6、如权利要求5所述的柔性印刷线路板的制造方法，其特征在于，所述覆盖层薄膜由与形成所述绝缘性带基薄膜的树脂相同种类的树脂形成。
7、一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：
准备通过如权利要求5或6所述的柔性印刷线路板的制造方法制得的柔性印刷线路板的工序；
在所述柔性印刷线路板上安装电子元件的工序。
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