JP2006196878A

JP2006196878A - フレキシブルプリント配線板

Info

Publication number: JP2006196878A
Application number: JP2005352611A
Authority: JP
Inventors: Kota Hagiwara; 弘太萩原
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2005-12-06
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2025-12-06
Also published as: US20080023217A1; US20060131064A1; US7336499B2; US7701722B2; TW200638500A; JP4485460B2; KR20060069277A

Abstract

【課題】フレキシブルプリント配線板の製造時の応力集中に基づく、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ等のデバイス実装時のインナーリードの断線やソルダーレジストのクラック発生を防止することができるフレキシブルプリント配線板を提供する。
【解決手段】絶縁層１１と、この絶縁層１１の少なくとも一方面に積層された導体層をパターニングして形成され半導体チップが実装されると共に複数の配線が並設された配線パターン１２を具備するフレキシブルプリント配線板１０において、前記配線パターン１２が形成されていない余白領域に、ストライプ状のダミーパターン２３〜２６が当該フレキシブルプリント配線板の長手方向を基準にして幅方向に略対称に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線パターンを有すると共に半導体チップの支持基体となるＴＡＢテープ、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）などのフレキシブルプリント配線板に関し、特にプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）などに使用され、一配線板当たりが幅広で大面積であるフレキシブルプリント配線板に関する。

エレクトロニクス産業の発達に伴い、ＩＣ（集積回路）チップ、ＬＳＩ（大規模集積回路）チップ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。一方、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）では、幅広で大きなプリント配線板が用いられる。ＰＤＰでは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）より高い電圧を使用するため、ＰＤＰ用プリント配線板はＬＣＤ用プリント配線板と比較して配線の幅が太くピッチも大きくなるからである。

このような幅広のフレキシブルプリント配線板では、テープ搬送時、特に巻き出し、巻き取りの際のテープ変形により、特定箇所に応力が集中して、ＩＣチップボンディングなどによる実装後に、インナーリード部の切れやソルダーレジストのクラックが発見されるという問題がある。

すなわち、図４に示すように、フレキシブルプリント配線板１は、製造工程の各処理後又は製品検査実施後、ガイドローラ２及び３にガイドされてリール４に巻き取られるが、この際にフレキシブルプリント配線板１は巻き取り前のバッファとして水平方向の搬送からガイドローラ２を介してＵ字状部５に向かって下向きに搬送されＵ字状部５の最下端では下向きから上向きに方向転換されてガイドローラ３に向かって搬送されることになり、ガイドローラ２及び３の領域での曲げ方向とＵ字状部５での曲げ方向とが異なるので、特定箇所に応力が集中し易い状態となる。また、フレキシブルプリント配線板１は、図５に示すように、通常、配線パターン１ａ面を内側にして幅方向に反っており、幅広になるほど反りが大きくなる傾向にあり、ガイドローラ２及び３の領域で上記の反りが反転することでフレキシブルプリント配線板１の特定箇所に応力集中が生じやすくなる。

このようなフレキシブルプリント配線板において、フィルム上に形成された配線の非平行部分の全体の長さをほぼ等しくすることにより、複数の応力耐性を中央部とその周辺部で均等にし、かつその応力耐性自体を一層向上させることができるテープキャリアが提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、上述した応力集中による問題は、配線パターンが形成されていない余白部の影響が原因ではないかと予測している。

一方、デバイス実装時の温度変化の繰り返しによる配線パターンへのクラックや断線の発生を防止する目的で、パターン密度を略均一にするように、又は配線パターンに類似するように、又は熱膨張係数が略均一になるように、デバイスホールの周囲に配線パターンとは電気的に接続されていないダミーパターンを設けたフィルムキャリアが提案されている（特許文献２参照）。

しかしながら、このようなダミーパターンを設けても、テープ製造時に発生する問題は解消されない。

特許３３５０３５２号公報（特許請求の範囲、段落［０００５］等）特開平１１−４５９１３号公報（特許請求の範囲、段落［００１０］、［００３０］等）

本発明は、このような事情に鑑み、フレキシブルプリント配線板の製造時の応力集中に基づく、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ等のデバイス実装時のインナーリードの断線やソルダーレジストのクラック発生を防止することができるフレキシブルプリント配線板を提供することを課題とする。

前記課題を解決する本発明の第１の態様は、絶縁層と、この絶縁層の少なくとも一方面に積層された導体層をパターニングして形成され半導体チップが実装されると共に複数の配線が並設された配線パターンを具備するフレキシブルプリント配線板において、前記配線パターンが形成されていない余白領域に、ストライプ状のダミーパターンが当該フレキシブルプリント配線板の長手方向を基準にして幅方向に略対称に形成されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板にある。

かかる第１の態様では、ストライプ状のダミーパターンがフレキシブルプリント配線板の長手方向を基準にして幅方向に略対称に形成されているので、フレキシブルプリント配線板の可撓性が均一化され、製造工程での搬送時に反りが反転される場合等においても応力の発生が軽減され且つ分散され、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ等のデバイス実装時のインナーリードの断線やソルダーレジストのクラックが防止される。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ストライプ状のダミーパターンのダミー配線が、前記配線の並設方向に形成されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板にある。

かかる第２の態様では、配線長手方向にストライプ状に形成されたダミーパターンを有するので、フレキシブルプリント配線板の可撓性がより有効に均一化され、製造工程での搬送時に反りが反転される場合等においても応力の発生が軽減され且つ分散され、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ等のデバイス実装時のインナーリードの断線やソルダーレジストのクラックが防止される。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記配線パターンが、前記配線が当該フレキシブルプリント配線板の長さ方向に亘って設けられたものであり、前記ダミーパターンは、前記配線の並設方向両側に配置されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板にある。

かかる第３の態様では、配線パターンの配線並設方向両側の余白部の剛性が低下されることにより可撓性が均一化され、製造工程の搬送時における応力集中が効率的に緩和される。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、当該フレキシブルプリント配線板の幅が４８ｍｍ以上の幅広配線板であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板にある。

かかる第４の態様では、４８ｍｍ以上と幅広の配線板であっても製造工程での搬送時の応力集中が緩和される。

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、当該フレキシブルプリント配線板は、前記配線パターンのそれぞれの配線長手方向中央部の前記半導体チップを実装する領域にデバイスホールを有すると共に当該デバイスホールの長さ方向両側の少なくとも一方側に配線並設方向に並んだ複数のスリットからなる屈曲用のフレックススリットを具備し、当該フレックススリットは、各スリット間の繋ぎ部の配線並設方向の位置が、前記デバイスホールの配線並設方向両端の位置を幅方向にずれるように形成されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板にある。

かかる第５の態様では、テープ搬送時のデバイスホールの長さ方向端部での応力集中が抑制される。また、フレックススリットを介しての屈曲時におけるデバイスホールに沿って設けられたインナーリードへの応力集中が緩和される。

本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記ダミーパターンは、前記フレックススリットが設けられた領域で分割された状態で設けられていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板にある。

かかる第６の態様では、フレックススリットで分割された領域毎にダミーパターンが設けられ、これにより応力集中が効率的に抑制される。

本発明のフレキシブルプリント配線板は、ストライプ状のダミーパターンがフレキシブルプリント配線板の長手方向を基準にして幅方向に略対称に形成されているので、フレキシブルプリント配線板の可撓性が均一化され、製造工程での搬送時に反りが反転される場合等においても応力の発生が防止され、デバイス実装時のインナーリードの断線やソルダーレジストのクラックが防止されるという効果を奏する。

以下、本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板をその製造方法及び使用例と共に説明する。勿論、本発明はこれに限定されるものでないことはいうまでもない。

（実施形態１）
図１には実施形態１に係るフレキシブルプリント配線板の概略平面を示す。なお、図示したものは一製品分のフレキシブルプリント配線板であり、フレキシブルプリント配線板は、長尺のテープ状の状態で連続的に製造され、また、一般的には、テープ状の状態で配送されながらＩＣチップなどの電子部品を実装後、一製品毎に切断されるが、切断後実装される場合もある。以下、テープ状のフレキシブルプリント配線板として説明する。

図１に示す本実施形態のフレキシブルプリント配線板１０は、ＴＡＢテープであり、テープ状の絶縁フィルム１１の一方面に、複数の配線パターン１２が連続的に形成されている。同図に示すように、絶縁フィルム１１は、幅方向両側に移送用のスプロケット孔１３を一定間隔で有すると共に、電子部品の実装領域にデバイスホール１４を具備し、さらに、デバイスホール１４のテープ長手方向両側の所定の位置には、テープ幅方向に延びるフレックススリット１５及び１６を具備する。フレックススリット１５及び１６は、テープ屈曲用に設けられるものであり、テープ幅方向に延びる複数の（本実施形態では３つの）スリット１７を幅狭の繋ぎ部１８を介して連設したものである。なお、フレックススリット１５及び１６は、デバイスホール１４の一方側のみに設けられていてもよく、また、設けられてなくてもよい。

配線パターン１２は、テープ長手方向に延びる複数本の配線を具備し、図面上部からデバイスホール１４までの配線を、本実施形態では出力側配線２１、デバイスホール１４から図面下部まで延びる配線を入力側配線２２とする。また、各配線２１及び２２のデバイスホール１４に臨む端部をインナーリード２１ａ及び２２ａ、テープ長手方向端部に延びた端部をアウターリード２１ｂ及び２２ｂとし、図示は省略するが、一般的には、これらを除く領域が、図示しないソルダーレジスト層によって覆われている。

ここで、本発明のフレキシブルプリント配線板１０は、配線パターン１２のテープ幅方向両側の余白領域Ａ〜Ｄにテープ長手方向に亘って延びるダミー配線をストライプ状に配置したダミーパターン２３〜２６を具備する。ダミーパターン２３〜２６は、配線パターン１２を形成した導体層から形成されたものであり、ダミーパターン２３〜２６の各ダミー配線は、配線パターン１２とは電気的に非連続となっている。なお、ダミーパターン２３〜２６は、ソルダーレジスト層により覆われていても覆われていなくてもよい。

また、ダミーパターン２３〜２６を設ける範囲、及び各ダミー配線の幅及びピッチは、配線パターン１２のパターン形状や配線密度との兼ね合いで適宜設定すればよい。すなわち、配線パターン１２及びダミーパターン２３〜２６の全体で、特に幅方向に亘っての剛性ができるだけ均一になるように設計すればよく、ダミー配線の幅及びピッチは特に限定されるものではない。

本発明で用いられる絶縁フィルム１１としては、可撓性を有すると共に耐薬品性及び耐熱性を有する材料を用いることができる。かかる絶縁フィルム１１の材料としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ＢＴレジン、液晶ポリマー等を挙げることができ、特に、ビフェニル骨格を有する全芳香族ポリイミド（例えば、商品名：ユーピレックス；宇部興産（株））が好ましい。なお、絶縁フィルム１１の厚さは、一般的には、２５〜１２５μｍ、好ましくは、５０〜７５μｍである。

また、配線パターン１２は、絶縁フィルム１１に形成されたデバイスホール１４及びスプロケット孔１３などが形成された一方の面に、一般的には、銅やアルミニウムからなる導電体箔などの導体層をパターニングしたパターンがベース層となり、構成されている。このような導体層は、絶縁フィルム１１上に直接積層しても、接着剤層を介して熱圧着等により形成してもよい。導体層の厚さは、例えば、６〜７０μｍ、好ましくは、８〜３５μｍである。導電体箔からなる導体層としては、銅箔が好ましい。

なお、絶縁フィルム１１上に導電体箔を設けるのではなく、導電体箔に、例えば、ポリイミド前駆体を塗布し、加熱してポリイミドフィルムからなる絶縁フィルムとすることもできる。

また、絶縁フィルム１１上に設けられた導体層は、フォトリソグラフィー法によりパターニングされる。すなわち、フォトレジストを導体層の上面に塗布して露光・現像し、残留したフォトレジスト層をマスクとして導体層をエッチング液で化学的に溶解（エッチング処理）して除去し、さらにフォトレジスト層をアルカリ液等にて溶解除去することにより、導体層をパターニングして絶縁フィルム上に形成するが、このとき同時にダミーパターン２３〜２６も形成される。

なお、配線パターン１２のベース層上には、必要に応じて、スズメッキ層などが形成され、さらに、インナーリード２１ａ及び２２ａ並びにアウターリード２１ｂ及び２２ｂには、電子部品等との接続条件により、例えば、ニッケルメッキ層及び金メッキ層が形成される場合もあるが、これらの構成は本発明の本質的な部分ではなく、特に限定されるものではない。勿論、ダミーパターン２３〜２６は、ベース層のみで形成されていても、ベース層上にメッキ層が形成されたものであってもよい。

以上説明した実施形態１に係るフレキシブルプリント配線板１０は、配線パターン１２の幅方向両側の余白領域Ａ〜Ｄにテープ長手方向のストライプ状のダミーパターン２３〜２６を有するので、幅方向に亘った剛性が略均一化され、換言すると、可撓性が均一化され、反りが低減される。すなわち、余白領域Ａ〜Ｄに導体層をべた（べた一面）、すなわち、導体層を余白領域全体にそのまま残した場合と比較して、テープに均一な屈曲柔軟性が付与される。これにより、テープ製造及び検査工程における搬送時において、例えば反りが反転される場合等においても応力集中が発生し難くなるので、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ等の電子部品の実装時において、インナーリード２１ａ及び２２ａに断線が生じることがなく、また、ソルダーレジストへのクラックの発生が防止される。

（実施形態２）
図２には実施形態２に係るフレキシブルプリント配線板の概略平面を示す。なお、図１と同一機能を有する部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

本実施形態のフレキシブルプリント配線板１０Ａは、実施形態１の配線パターン１２とはパターン形状が多少異なる配線パターン１２Ａを有する。

また、フレックススリット１５Ａ及び１６Ａの繋ぎ部１８Ａの位置を、デバイスホール１４のテープ幅方向両端部の幅方向の位置から幅方向にずらしている点が、実施形態１とは相違する。すなわち、実施形態１では、デバイスホール１４の幅方向両端部のテープ幅方向の位置と、フレックススリット１５及び１６の繋ぎ部１８のテープ幅方向の位置とが、ほぼ一致していたが、本実施形態では、テープ長手方向に亘って一列に並ばないように設計した。これにより、テープ搬送時に屈曲方向が転換されてもデバイスホール１４の幅方向両端部近傍に応力集中が生じ難く、また、フレックススリット１５Ａ及び１６Ａで屈曲しても（折り曲げても）、インナーリード２１ａ及び２２ａに応力集中が生じ難いという効果を奏する。

（実施形態３）
図３には実施形態３に係るフレキシブルプリント配線板の概略平面を示す。なお、図２と同一機能を有する部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

本実施形態のフレキシブルプリント配線板１０Ｂは、実施形態２のダミーパターン２３〜２６とはパターン形状が多少異なるダミーパターン２３Ａ〜２６Ａを有する。

ここで、ダミーパターン２３Ａ〜２６Ａは、配線パターン１２Ａのテープ幅方向両側の余白領域Ａ〜Ｄにテープ長手方向に対して傾斜した方向に延びるダミー配線をストライプ状に配置したものであり、テープ幅方向の両側のダミーパターン２３Ａと２４Ａ、及びダミーパターン２５Ａと２６Ａとは、それぞれ傾斜方向が異なり、テープ長さ方向を基準にしてそれぞれ線対称になるように傾斜したダミー配線を傾斜して設けたものである。これにより、テープ幅方向の剛性が略均一化されるようになっている。なお、本実施形態では、ダミーパターン２３Ａと２５Ａ、及びダミーパターン２４Ａと２６Ａとでは、ダミー配線の傾斜方向が異なっているが、テープ長さ方向を基準にしてそれぞれ線対称になるようになっていれば、それぞれ同一方向としてもよい。また、ダミー配線の傾斜角度も特に限定されるものではない。

また、ダミーパターン２３Ａ〜２６Ａを設ける範囲、及び各ダミー配線の幅及びピッチは、配線パターン１２Ａのパターン形状や配線密度との兼ね合いで適宜設定すればよく、配線パターン１２Ａ及びダミーパターン２３Ａ〜２６Ａの全体で、特に幅方向に亘っての剛性ができるだけ均一になるように設計すればよいことは、上述した実施形態と同様である。

（その他の実施形態）
以上説明した実施形態では、配線がテープ幅方向に並設されているが、配線がテープ長手方向に並設されていても、又は、斜めに並設されていても、配線長手方向にストライプ状のダミーパターンを、特に配線パターンの並設方向両側に設けることにより、同様な効果を奏することができる。

また、上述した実施形態ではデバイスホールが１つ設けられた例を示したが、デバイスホールが２つ以上設けられたものでも、本発明に包含されることはいうまでもない。

（実施例１）
実施形態１と同様な構造で、テープ幅７０ｍｍ、一製品当たりのテープ長手方向の長さが５７ｍｍのフレキシブルプリント配線板（３層ＴＡＢテープ）を製造した。出力側のアウターリード２１ｂは、リード本数が４００本でピッチが８０μｍとし、入力側のアウターリード２２ｂは、リード本数が２００本でピッチが２５０μｍとした。また、出力側のインナーリード２１ａはピッチが６０μｍとし、入力側のインナーリード２２ａはピッチが８０μｍとした。なお、各ダミーパターン２３〜３６には、ピッチ７５０μｍで各３０本ずつのダミー配線を設けた。

（実施例２）
実施形態２と同様な構造とした以外は、実施例１と同様にフレキシブルプリント配線板を製造した。

（比較例１）
ダミーパターン２３〜２６の領域に、ベタの導体層を残した以外は、実施例１と同様にフレキシブルプリント配線板を製造した。

（比較例２）
ダミーパターン２３〜２６の領域に、ベタの導体層を残した以外は、実施例２と同様にフレキシブルプリント配線板を製造した。

（比較例３）
ダミーパターン２３〜２６の領域の導体層を全て除去した以外は、実施例１と同様にフレキシブルプリント配線板を製造した。

（比較例４）
ダミーパターン２３〜２６の領域の導体層を全て除去した以外は、実施例２と同様にフレキシブルプリント配線板を製造した。

（試験例）
各実施例及び各比較例のフレキシブルプリント配線板を各１２５ｍ製造した後、ＩＣチップを実装した。その後、全製品について電気検査を行って断線の有無を検査し、下記式から断線発生率を計算した。結果を表１に示す。

断線発生率＝１００×（不良判定された製品数）／（検査実施製品数）

この結果、ダミーパターン２３〜２６を設け、フレックススリット１５Ａ及び１６Ａの繋ぎ部１８の位置をデバイスホール１４の両端部からずらした実施例２の配線板では断線発生が全くなく、また、繋ぎ部１８の位置はずらしていないが、ダミーパターン２３〜２６を設けた実施例１の配線板でも、断線発生率が１．６％と非常に小さかった。

これに対し、ダミーパターンを設けないで、ベタの導体層を残した比較例１及び２や余白部の導体層を全て除去した比較例３及び４では、剛性の均一性がないため、断線発生率が何れも３％以上と高いものであった。

本発明の実施形態１に係るフィルムキャリアテープ（３層ＴＡＢテープ）を示す概略平面図である。本発明の実施形態２に係るフィルムキャリアテープ（３層ＴＡＢテープ）を示す概略平面図である。本発明の実施形態３に係るフィルムキャリアテープ（３層ＴＡＢテープ）を示す概略平面図である。フレキシブルプリント配線板の製造工程の様子を示す概略図である。フレキシブルプリント配線板の一例の反りの様子を示す概略図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂフレキシブルプリント配線板
１１絶縁フィルム
１２，１２Ａ配線パターン
１３スプロケット孔
１４デバイスホール
１５，１５Ａ，１６，１６Ａフレックススリット
１７スリット
１８，１８Ａ繋ぎ部
２３〜２６，２３Ａ〜２６Ａダミーパターン

Claims

絶縁層と、この絶縁層の少なくとも一方面に積層された導体層をパターニングして形成され半導体チップが実装されると共に複数の配線が並設された配線パターンを具備するフレキシブルプリント配線板において、前記配線パターンが形成されていない余白領域に、ストライプ状のダミーパターンが当該フレキシブルプリント配線板の長手方向を基準にして幅方向に略対称に形成されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
請求項１において、前記ストライプ状のダミーパターンのダミー配線が、前記配線の並設方向に形成されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
請求項１又は２において、前記配線パターンが、前記配線が当該フレキシブルプリント配線板の長さ方向に亘って設けられたものであり、前記ダミーパターンは、前記配線の並設方向両側に配置されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
請求項１〜３の何れかにおいて、当該フレキシブルプリント配線板の幅が４８ｍｍ以上の幅広配線板であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
請求項１〜４の何れかにおいて、当該フレキシブルプリント配線板は、前記配線パターンのそれぞれの配線長手方向中央部の前記半導体チップを実装する領域にデバイスホールを有すると共に当該デバイスホールの長さ方向両側の少なくとも一方側に配線並設方向に並んだ複数のスリットからなる屈曲用のフレックススリットを具備し、当該フレックススリットは、各スリット間の繋ぎ部の配線並設方向の位置が、前記デバイスホールの配線並設方向両端の位置を幅方向にずれるように形成されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
請求項５において、前記ダミーパターンは、前記フレックススリットが設けられた領域で分割された状態で設けられていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。