JP2008141216A

JP2008141216A - フィルムキャリアの製造方法

Info

Publication number: JP2008141216A
Application number: JP2007339718A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Kawamura; 浩文河村
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2008-06-19

Abstract

【課題】シリコーン消泡剤を含有するソルダーレジストを用いてもモールド樹脂の密着性を確保したフィルムキャリアの製造方法の提供。
【解決手段】絶縁性フィルム２上の金属箔の表面にフォトレジストを塗布し、露光・現像後、エッチングして配線パターン５を形成し、リード部を残してシリコーン系消泡剤を含有するソルダーレジスト層４を形成する工程を経てフィルムキャリア１を製造するに際して、配線パターン５のインナーリード９、アウターリード１０ａ，１０ｂを残して、配線パターン５の上から絶縁性フィルム２の表面にソルダーレジスト層４を形成後、インナーリード９にＩＣチップを搭載前に、フィルムキャリア１をアルカリ溶液で洗浄して、フィルムキャリア１表面上のシリコーン系消泡剤を除去する。
【効果】シリコーン消泡剤が、フィルムキャリアの表面にしみ出ても、アルカリ洗浄により除去されるので、モールド樹脂を強固に固着させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ等の電子部品を金属箔のある導体に実装するためのフィルムキャリアの製造方法に関する。特に、ソルダーレジスト層を形成後にアルカリ溶液で洗浄する工程を有するフィルムキャリアの製造方法に関するものである。

従来、フィルムキャリアは、以下のように製造される。樹脂等の絶縁性フィルムに接着剤層を設け、さらに接着剤層に銅箔を接着させる。この銅箔表面にフォトレジストを塗布して、配線パターン部分を露光して、露光部分のフォトレジストを除去する。次に、マスキングした後に、酸でエッチングして銅箔を所望の配線パターンに形成する。ついで、
配線パターンのリード部を除いてソルダーレジスト用塗布液を塗布してソルダーレジスト層を形成した後、リード部にスズ等のように電子部品の電極と合金化が可能な金属をメッキして、フィルムキャリアは製造される。

しかし、実際には、次に、フィルムキャリアは、電子部品をフィルムキャリアに搭載し、ＩＣチップ等の電子部品に設けられる電極とフィルムキャリアに形成されるインナーリードを接合して電子部品の周辺をモールド用樹脂で封止・固着してパッケージされ、ア
ウターリードが外部配線基板と接合されて、種々の電子機器に使用される。

ここでは、ＩＣ又はＬＳＩチップ等の電子部品を搭載するのに、デバイスホールを有するＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープのフィルムキャリアを持って説明するが、ＩＣ等の電子部品を実装するために、フィルムキャリア上にマトリックス的に配置されるハンダ等の金属ボールを介して外部配線基板と接続する方式、又は、直接フィルムキャリア上に搭載し電極をワイヤーでボンディングする方式などのいずれの方式、具体的にはＴ−ＢＧＡ（Tape Ball Grid Array）テープ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）テープ、ＣＳＰ（Chip Size Package）テープ等にも適用できる。

このフィルムキャリアでは、耐折性を保証するため、また、配線パターンを絶縁するために絶縁性フィルム上にソルダーレジスト層を設けている。ソルダーレジスト層は、ソルダーレジスト用塗布液を塗布して樹脂膜を設けることで形成される。ソルダーレジスト用塗布液は、有機溶剤に熱硬化性の樹脂を溶解させ、混合・攪拌して調液されるが、調液の際、ソルダーレジスト用塗布液中に微細な気泡が生じる。この気泡を含むソルダーレジスト塗布液を用いてソルダーレジスト層を形成すると、ボイド又はピンホールが発生し、このピンホール等は配線パターン間のマイグレーション及び曲げて使用する場合の断線の原因となる。そのために、ソルダーレジスト用塗布液中にシリコーン消泡剤を含有させて、調液中の気泡の発生を防止している。また、シリコーン消泡剤は、多くの分野で使用されており、樹脂による絶縁性フィルムを製造する際にも用いられている。このシリコーン消泡剤は、製造工程中の熱処理で、ソルダーレジスト層及び絶縁性フィルム表面にしみ出してくることがある。この表面にしみ出したシリコーン消泡剤は、表面張力が小さいために広がりやすく、ソルダーレジスト層及び絶縁性フィルム表面に広がって、薄い膜を形成することがある。

一方、フィルムキャリアを用いて、ＩＣチップ等を実装する場合は、ＩＣチップ及びＩＣチップの電極との接合部を保護するためにモールド用樹脂で封止する。その際、シリコーン消泡剤による膜が形成されているソルダーレジスト層及び絶縁性フィルム表面では、
モールド用樹脂の密着性を阻害し、モールド用樹脂とソルダーレジスト層等の間に間隙を生じさせる。また、モールド用樹脂とソルダーレジスト層及び絶縁性フィルムとの接着が充分でないと、電子機器を充分固定できないという問題点がある。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、ＩＣチップ等の電子部品を搭載して、モールド用樹脂で封止するときに、モールド用樹脂がソルダーレジスト層及び絶縁性フィルムと強固に接着するフィルムキャリアの製造方法を提供することである。

上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも絶縁性フィルム上に配置された金属箔の表面にフォトレジストを塗布し、露光・現像して金属箔をエッチングして所望の形状の配線パターンを形成し、該形成された配線パターンのインナーリード、アウターリード部を残してシリコーン系消泡剤を含有するソルダーレジスト層を形成する工程を経てフィルムキャリアを製造するに際して、
上記形成された配線パターンのインナーリード、アウターリードを残して、該配線パターンの上から絶縁性フィルムの表面にソルダーレジスト層を形成した後、該インナーリードにICチップを搭載する前に、上記フィルムキャリアをアルカリ溶液で洗浄して、該フィルムキャリア表面にあるシリコーン系消泡剤を除去することを特徴とするフィルムキャリアの製造方法である。

本発明のキャリアフィルムの製造方法では、アルカリ洗浄工程を付加することで、シリコーン消泡剤が、製造工程中にソルダーレジスト層及び絶縁性フィルムの表面にしみ出て膜を形成しても、モールド用樹脂を強固に固着させることができる。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、フィルムキャリアの構成を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示すフィルムキャリアのＡ−Ａ'線に沿った断面図である。フィルムキャリア１は、図１及び図
２に示すように、絶縁性フィルム２上に接着剤層３、金属箔による配線パターン５、ソルダーレジスト層４、裏面のソルダーレジスト層４'の順序で構成されている。

ここで用いる絶縁性フィルム２は、フィルムキャリア１の製造工程において、化学的・機械的な加工を受けるために、種々の特性が要求される。例えば、ボンディングにより高温に曝されても変質しない耐熱性、また、エッチングによる酸、洗浄による溶剤等と接触しても変質しない耐薬品性が求められる。さらに、折り曲げて使用されることが多いために、耐折性に優れていることが必要である。このために、絶縁性フィルム２用材料としては、ガラスエポキシ、ＢＴレジン、ポリエステル、ポリイミド樹脂及びこれらの変性体が挙げられる。特に、ポリイミド樹脂が好ましい。これは、高い耐熱性と電気絶縁性を示し、さらに、耐折性に優れているためである。また、絶縁性フィルム２には、製造工程でフィルム用液中の気泡を消すために、消泡剤を含むことがある。この他に、硬化促進剤、チキソ剤等を添加するものであってもよい。また、絶縁性フィルム２の厚さは、１２．５〜１２５μｍ、好ましく５０〜７５μｍが良い。

また、接着剤層３に用いる接着剤は、樹脂と同様に、耐熱性、耐薬品性、耐折性の他に接着性が必要である。接着剤としては、エポキシ、フェノール接着剤及びこれらの変性体が挙げられる。特に、エポキシ接着剤が好ましい。これは、金属との接着性に優れ、電気絶縁性、耐熱性も優れている。エポキシ接着剤にこれらの硬化剤を加え、絶縁性フィルム２又は金属箔表面に塗布して、常温で放置又は加熱することにより絶縁性フィルム２と金
属箔を接着させる。硬化剤としては、アミン類、ポリアミド類、ポリサルファイド類、有機酸無水物等の中から適宜選択して用いることができる。接着剤層の厚さは、３〜２３μｍ、好ましくは１０〜２１μｍの範囲である。

また、ここで用いる金属箔としては、導電性、耐蝕性に優れている銅箔５を用いる。銅箔５として、電解銅箔、圧延銅箔が挙げられる。特に、表面が粗く接着剤となじみやすいため、電解銅箔が好ましい。銅箔５の厚さとしては、６〜７５μｍ、好ましくは９〜７５μ、さらに好ましくは９〜３５μｍの範囲である。このように薄い銅箔５の方が、アウ
ターリード１０の微細化に対応しやすい。

このようなフィルムキャリア１は、以下のように製造される。
まず始めに、絶縁性フィルム２に接着剤層３を設け、パンチングによりデバイスホール６、フレックス部６となるフレックススリット等が形成される。その上に、導電性金属箔（銅箔）５を接着する。次に、銅箔５上にフォトレジストを塗布して、所望の配線パターン５を形成するようにマスクを通して露光し、現像し、次に、電子部品又は外部基板回路をボンディングするインナーリード９またはアウターリード１０等の配線パターン５をエッチングで形成する。次にフォトレジストを有機溶媒又はアルカリ溶液で除去する。

次に、インナーリード９又はアウターリード１０等を残して、配線パターン５の上から絶縁性フィルム２の表面にソルダーレジスト層４を形成する。ソルダーレジスト層４は、樹脂を有機溶剤中に溶解して調液されるソルダーレジスト用塗布液をスクリーン印刷機で塗布する。ソルダーレジスト層４の形成後は、９０〜１６０℃で、１〜４時間の範囲で熱処理をすることが好ましい。ソルダーレジスト層４は、半田付けの際の接合不良を防止して信頼性を向上させるために、層厚を２５μｍ以下にすることが好ましい。なお、絶縁性フィルム２の裏面のフレックス部８にソルダーレジスト層４'を設けるものであってもよ
い。フィルムキャリア１の耐折性を補強するためである。この場合、裏面のソルダーレジスト層４'は、銅箔５を接着させた後に形成する。

ソルダーレジスト層４、４'用の樹脂は、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹
脂等から、耐熱性、耐薬品性、耐折性に優れている樹脂を適宜選択することができる。特に、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂が好ましい。ウレタン樹脂は、ジイソシアネートとグリコール成分の反応で生成するウレタン結合を有する樹脂である。また、ポリイミド樹
脂は、テトラカルボン酸無水物とジアミンとから環化重縮合反応で生成される酸イミド結合を有する樹脂である。ウレタン樹脂又はポリイミド樹脂としては、熱硬化性のものがよく、また、このウレタン樹脂等にエラストマーを混合しても良いし、ウレタン樹脂等に
エラストマー成分を共重合させたものであってもよい。

これらのウレタン樹脂又はポリイミド樹脂は、シリコーン消泡剤を含有する。シリコーン消泡剤は、ソルダーレジスト用塗布液を攪拌・混合する調液時に、ソルダーレジスト用塗布液中に気泡が発生するのを抑制する。このソルダーレジスト用塗布液に気泡が残ると、このソルダーレジスト用塗布液でソルダーレジスト層４を形成するとボイド又はピン
ホールが発生する。そのために、折り曲げて使用した場合に、このピンホール等の部分から割れて破断することがあり、さらに、アウターリード１０等のリードが断線することがある。したがって、シリコーン消泡剤を用いることでソルダーレジスト層４の破断及びアウターリード１０等の断線を防止できる。シリコーン消泡剤は、ジメチルシリコーン、フェニルメチルシリコーン、フロロシリコーン等の非反応性のシリコーン、メチル水素シリコーン、アミノ変性シリコーン等の反応性のシリコーンから適宜選択して用いる。また、この他にエチルアルコール等の消泡剤を混合して用いても良い。

次に、ソルダーレジスト層４で覆われていない銅箔４部分にスズ等によりメッキ処理し
てフィルムキャリア１とする。次に、フィルムキャリア１を用いて、ＩＣチップ等１２を実装する場合は、ＩＣチップ１２の電極とフィルムキャリア１のインナーリード９をボンディングして接合し、次に、接合部を保護するためにモールド用樹脂で封止する。

ここで、図３は、ノズル１４を用いて、モールド用樹脂１３で封止している状態を示す図である。ここで、封止処理は、図３に示すように、液状のモールド用樹脂１３をインナーリード９を含めたＩＣチップ１２表面に塗布した後、熱処理して硬化させるものである。モールド用樹脂１３としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。ソルダーレジスト用塗布液にシリコーン消泡剤を含んでいるために、シリコーン消泡剤がソルダーレジスト層４、４'及び絶縁性フィルム２表面にしみ出して膜
を形成する。この膜が、モールド用樹脂１３との密着性を阻害する。

そこで、本発明のフィルムキャリアの製造方法では、シリコーン消泡剤を含有するソルダーレジスト用塗布液によるソルダーレジスト層４、４'を形成後に、アルカリ溶液で洗
浄するアルカリ洗浄工程を設けるものである。アルカリ洗浄工程は、フィルムキャリアを搬送しながら、アルカリ溶液槽中を通過させて洗浄する。このアルカリ洗浄により、ソルダーレジスト層４、４'及び絶縁性フィルム２を形成するポリイミド樹脂等を一部溶解す
ることで、こられの表面に形成されるシリコーン消泡剤の膜を、同時に除去することができる。これにより、ＩＣチップ１２を搭載した後の封止するモールド用樹脂１３との接着性を向上させることができる。

アルカリ溶液のアルカリとしては、水酸化物が好ましく、とくに、ＮａＯＨ又はＫＯＨが好ましい。これらは、単独でも、又は混合して使用しても良い。アルカリ洗浄は、例えば、ＮａＯＨ濃度が０．５〜５wt％、好ましくは１．０〜１．５wt％の溶液を、液温２０〜９０℃、好ましくは４０〜７０℃で、０．５〜３．０分、好ましくは０．５〜１．５
分間の範囲で処理する。また、アルカリ洗浄と水による水洗浄した後に、酸洗浄工程を設けても良い。これは、アルカリ洗浄によるアルカリが残存すると、半田メッキ層及びアウターリード１０への金属メッキ層が変質するからである。特に、Ｓｎは酸よりもアルカリに腐食されやすいからである。酸として、塩酸、酢酸等から適宜選択することができる。また、アルカリ洗浄工程を、アウターリード１０へのメッキ処理工程の後に設けても良い。ＩＣチップ１２の実装の前に、フィルムキャリア１を処理するば足りるからである。

（実施例１）
以下、本発明の実施例を示す。厚さ７５μｍのポリイミド樹脂製絶縁性フィルム２（宇部興産社製：商品名ユーピレックスＳ）に厚さ１２μｍの接着剤層３としてエポキシ樹脂（東レ社製：商品名７１００♯）をラミネートしたものに、パンチングによりデバイスホール６、スプロケットホール７、フレックススリット８を形成する。次に、この接着剤層３に厚さ１８μｍの電解銅箔５（三井金属鉱業社製：商品名ＦＱ−ＶＬＰ）を接着させる。次に、絶縁性フィルム２の裏面に、スクリーン印刷機で、ポリイミド樹脂（宇部興産社製：商品名ＦＳ１００Ｌ−０７）によるソルダーレジスト用塗布液２３を流し込みソルダーレジスト層４'を形成する。その後、１６０℃で１時間の熱処理して硬化させた。次に
、この電解銅箔５上にフォトレジストを塗布し、露光、エッチングして配線パターン５
を形成する。次に、スクリーン印刷機で、絶縁性フィルム２１の表面にポリイミド樹脂（味の素ファインテクノ社製：商品名ＡＥ７０−Ｍ１１ＣＡ１８）によるソルダーレジスト層４を形成する。その後、１４０℃で３時間４０分の熱処理して硬化させた。

熱処理後、フィルムキャリア1をアルカリ洗浄槽で洗浄する。アルカリ洗浄用溶液は、
液組成がＮａＯＨ１wt％、温度が５０℃で、洗浄のための浸漬時間は５６秒である。次に、無電解メッキ槽で、配線パターン5表面にスズメッキ層を設ける。その後、１２５℃で
１時間の熱処理をする。次に、ＩＣチップ１２を実装して、ＩＣチップ１２の電極バンプ１１とインナーリード９とを接合して、エポキシ樹脂のモールド用樹脂１３（日立化成社製：商品名ＣＥＬ−Ｃ−６０２０）を流し込み封止し、その後熱処理をする。ここで、
エポキシ樹脂で封止したフィルムキャリア１から５個のサンプルをパンチングにより切り出した。この結果、５個中５個とも、モールド用エポキシ樹脂１３は、ポリイミド樹脂のソルダーレジスト層４に強固に固着していることを肉眼で確認した。

さらに、ここで、フィルムキャリアの裏面１のデバイスホール近傍の絶縁性フィルム２に、針先に塗布しておいたモールド用エポキシ樹脂１３を滴下した。図４は、アルカリ洗浄後のフィルムキャリア１の裏面ソルダーレジスト層４'近傍の絶縁性フィルム２上にモ
ールド用樹脂１３を滴下した状態を示している。図４に示すように、滴下したモールド用樹脂１３は、周囲に散らばることなく、輪郭がはっきりとした状態になった。したがって、モールド用樹脂１３が輪郭のはっきりした状態になることで、モールド用樹脂１３をポリイミド樹脂の絶縁性フィルム２上に強固に固着させるのに必要であるということが、樹脂封止の前に知ることができる。
（比較例１）
アルカリ洗浄工程を除いて、実施例１と同様の製造工程でフィルムキャリア１を製造した。さらに、同様に５個のサンプルをサンプルをパンチングにより切り出した。この結
果、モールド用エポキシ樹脂１３は、５個中５個が、ポリイミド樹脂のソルダーレジスト層４に接着が不充分であることを肉眼で確認した。さらに、上記実施例１と同様に、フィルムキャリア１の裏面のデバイスホール６近傍に、針先に塗布しておいたモールド用エポキシ樹脂１３を滴下した。図５は、アルカリ洗浄をしないフィルムキャリア１の裏面ソルダーレジスト層４'にモールド用樹脂１３を滴下した状態を示している。図５に示すよう
に、滴下したモールド用樹脂１３は、周囲に散らばって、輪郭が不明確な状態になった。

以上のことから、モールド用エポキシ樹脂１３が、ポリイミド樹脂のソルダーレジスト層４、４'及び絶縁性フィルム２に強固に接着するためには、フィルムキャリア１を製造
する工程中にアルカリ洗浄の工程を設けることが重要であることがわかる。

以上説明したように、本発明のキャリアフィルムの製造方法では、アルカリ洗浄工程を付加することで、シリコーン消泡剤が、製造工程中にソルダーレジスト層及び絶縁性フィルムの表面にしみ出て膜を形成しても、アルカリ洗浄により除去されるので、モールド用樹脂を強固に固着させることができる。

フィルムキャリアの構成を概略的に示す平面図である。フィルムキャリアにＩＣチップを搭載した状態での、図１中のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。ノズルを用いて、モールド用樹脂で封止している状態を示す図である。アルカリ洗浄後のフィルムキャリアの裏面ソルダーレジスト層にモールド用樹脂を滴下した状態を示している。アルカリ洗浄をしないフィルムキャリアの裏面ソルダーレジスト層にモールド用樹脂を滴下した状態を示している。

符号の説明

１・・・フィルムキャリア
１'・・・フィルムキャリアの裏面
２・・・絶縁性フィルム
３・・・接着剤層
４・・・ソルダーレジスト層
４'・・・裏面ソルダーレジスト層
５・・・銅箔又は配線パターン
６・・・デバイスホール
７・・・スプロケットホール
８・・・フレックススリット
９・・・インナーリード
１０・・・アウターリード
１０ａ・・・出力アウターリード
１０ｂ・・・入力アウターリード
１２・・・ＩＣチップ
１３・・・モールド用封止樹脂層
１４・・・ノズル
２０・・・滴下したモールド用樹脂

Claims

少なくとも絶縁性フィルム上に配置された金属箔の表面にフォトレジストを塗布し、露光・現像して金属箔をエッチングして所望の形状の配線パターンを形成し、該形成された配線パターンのインナーリード、アウターリード部を残してシリコーン系消泡剤を含有するソルダーレジスト層を形成する工程を経てフィルムキャリアを製造するに際して、
上記形成された配線パターンのインナーリード、アウターリードを残して、該配線パターンの上から絶縁性フィルムの表面にソルダーレジスト層を形成した後、該インナーリードにICチップを搭載する前に、上記フィルムキャリアをアルカリ溶液で洗浄して、該フィルムキャリア表面にあるシリコーン系消泡剤を除去することを特徴とするフィルムキャリアの製造方法。
上記アルカリ溶液が、NaOHおよび／またはKOHを含有するアルカリ水溶液であることを
特徴とする請求項第１項記載のフィルムキャリアの製造方法。
上記アルカリ溶液で洗浄する工程を、ソルダーレジスト層を形成した後、インナーリード、アウターリードにメッキ処理をする工程の後に行うことを特徴とする請求項第１項または第２項記載のフィルムキャリアの製造方法。
上記アルカリ洗浄液で洗浄する工程を、ソルダーレジスト層を形成した後、インナーリード、アウターリードにメッキ処理を行う工程の前に行うことを特徴とする請求項第１項または第２項記載のフィルムキャリアの製造方法。
上記アルカリ洗浄液で洗浄する工程の後に、水による水洗浄後に、酸洗工程を設けることを特徴とする請求項第1項乃至第４項のいずれかの項記載のフィルムキャリアの製造方
法。
上記アルカリ洗浄において、NaOH濃度が０．５〜５Wt%の範囲にあるアルカリ水溶液を
用いて、該アルカリ水溶液を用いて、２０〜９０℃の温度で０．５〜３．０分間処理することを特徴とする請求項第1項または第２項記載のフィルムキャリアの製造方法。
上記ソルダーレジスト用塗布液に配合されているシリコーン消泡剤が、ジメチルシリコーン、フェニルメチルシリコーンあるいはフロロシリコーンからなる非反応性シリコーン；メチル水素シリコーンあるいはアミノ変性シリコーンからなる反応性シリコーンを含有することを特徴とする請求項第１項記載のフィルムキャリアの製造方法。