JP2557091B2 - 半導体集積回路用キャリヤテープ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路用キャリヤテープに関し、さ
らに詳しくは機械的物性および耐熱性の優れた芳香族ポ
リアミドフィルムを用いた半導体集積回路用キャリヤテ
ープに関する。

〔従来の技術〕

半導体集積回路（以下、ICと称する）の実装方法の一
つであるフィルムキャリヤ法は、特公昭47−3206号公
報、日刊工業新聞社発行「電子技術」第16巻、第11号
93〜97（1974）、日経マグロウヒル社発行「日経エレク
トロニクス」1974年８月12日号121〜136頁、日経マグロ
ウヒル社発行「日経エレクトロニクス」1971年６月６日
号 60〜67頁などにその基本技術が示されており、これ
らは例えばMini−Mod方式（米国ゼネラルエレクトリッ
ク社の商標）、テープキャリヤ方式、チップキャリヤ方
式、テープオートメーティドボンディング（TAB）方式
等が呼ばれている。これらの方式により、生産性の向
上、製造費の削減等を図ることができる。

従来のキャリヤテープとしては、ベース素材にポリイ
ミドフィルム、ポリエステルフィルム、ガラスエポキシ
材等を用い、これらの長尺シートに銅箔を接着剤によっ
て接着したものが用いられている。ICキャリヤテープ用
のベース素材としては、耐熱性、熱寸法安定性、湿度寸
法安定性、電気絶縁性等が要求されるが、前記ポリエス
テルはハンダ耐熱性がないため、また前記ガラスエポキ
シ材はパンチング性および屈曲性が悪く、ダストの発生
が多いなどのために広く用いられておらず、前記性能の
比較的良好なポリイミドフィルムが最も多く用いられて
いる。

またICキャリヤテープ用のベース素材は、キャリヤテ
ープの製造工程において、テープ両端に設けられたスプ
ロケット穴を用いてエッチング、メッキ、IC実装の際の
位置決めなどを行い、またテンションに対する優れた位
置精度を保持するため、優れた寸法安定性と高い剛性が
要求される。しかしながら、ポリイミドフィルムを用い
た場合は、この要求を保持させるために通常125μｍの
比較的厚いフィルムを用いる必要があり、実装されたチ
ップの薄型化のメリットを損なうとともに、高価なポリ
イミドフィルムを多量に使用するため製品コストが高く
なる欠点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、ベース素材として機械的性能および
耐熱性の優れた芳香族ポリアミドフィルムを用い、フィ
ルムの薄手化および低コスト化を図ることができる半導
体集積回路用キャリヤテープを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究し
た結果、特殊な方法で製造して得られる高耐熱性、高ヤ
ング率およびパラ配向性を有する芳香族ポリアミドフィ
ルムをキャリヤテープのベースフィルムとして用いるこ
とが有利であることを見出し、さらに研究を重ねて本発
明を完成するに到ったものである。

すなわち、本発明は、対数粘度が3.5以上で、少なく
とも一方向のヤング率が600kg/mm²以上である実質的に
塩素原子を含有しないパラ配向性の芳香族ポリアミドフ
ィルムの片面または両面に、金属層を積層させてなるこ
とを特徴とする半導体集積回路用キャリヤテープであ
る。

本発明に用いられる芳香族ポリアミドフィルムは、実
質的に塩素原子を含有しないパラ配向性の芳香族ポリア
ミドからなるフィルムであり、好ましくは、実質的にポ
リ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド（PPTA）からなる
ものである。塩素を含有する芳香族ポリアミドフィルム
をベースフィルムに使用すると、長期間の使用によって
導体として使用される金属層に腐食が発生し、抵抗が増
大して回路性能が低下することがある。

前記フィルムは、少なくとも一方向のヤング率が600k
g/mm²以上、好ましくは800kg/mm²以上、さらに好ましく
は1000kg/mm²以上のものである。すなわち、フィルムの
縦、横のどちらかのヤング率が600kg/mm²以上であるテ
ンシライズドタイプ、または縦、横の両方のヤング率が
600kg/mm²以上でほぼ等しいバランスタイプのフィルム
を用いることができる。このようなフィルムは、その方
向における変形抵抗性が大きいことを意味し、またフィ
ルムの腰の強さとも関連している。腰の強さは特に薄い
フィルムのときに大切な要素となる。

さらに前記フィルムを構成するポリマーの重合度は、
対数粘度ηinhが3.5以上、好ましくは4.5以上のものが
用いられる。対数粘度は硫酸100mlにポリマー0.5gを溶
解して30℃で測定したときの値であり、この値が低すぎ
ると機械的性質の良好なフィルムが得られない。

本発明に用いられるフィルムの吸湿膨張係数は、25℃
において30×10^-6mm/mm/％RH以下であることが好まし
く、さらに好ましくは20×10^-6mm/mm/％RH以下である。
このように吸湿による寸法変化の小さいフィルムを用い
ることが、高温多湿の夏と低湿乾燥の冬との季節間差に
関係なくキャリヤテープに一定の性能や機能を揮発させ
る上で重要であり、高温での乾燥または熱処理による高
い結晶性と配向性の確保によって達成される。

本発明に用いられるフィルムの熱膨張係数は、20℃〜
250℃の範囲で測定して（０〜15）×10^-6mm/mm/℃の範
囲内であることが好ましく、さらに好ましくは（５〜1
5）×10^-6mm/mm/℃である。この範囲の熱膨張係数をも
つということは、250℃までの温度に加熱しても殆ど長
さが変わらないことを意味し、またこの値はセラミック
スに近く、金属よりも少し小さい値である。従って、銅
とフィルムの熱膨張係数の差が小さいために、高温や温
度差の大きい環境下においても反り、剥離などが発生し
ない。このような熱に対する寸法安定性の非常に優れた
フィルムは、乾燥時の収縮を防止して分子鎖の面配向性
を高いレベルに保ち、350℃以上での乾燥または熱処理
によって結晶性を高めることによって得られる。

本発明に用いられるフィルムの熱収縮率は、250℃に
おいて0.1％以下であるのが好ましく、さらに好ましく
は0.05％以下である。熱収縮率のきわめて小さいフィル
ムは、乾燥または熱処理によって高められた配向性およ
び結晶性を実質的に減少させることなく、乾燥または熱
処理温度よりも少し低く250℃以上の温度で、無緊張下
または低張力下にフィルムを熱固定することによって得
られる。このような熱収縮率の小さいフィルムを使用す
ると、例えばキャリヤテープの実装工程でハンダ浴に浸
漬しても、反りや剥離、導通や絶縁の変化等が生じな
い。

また本発明に用いられるフィルムは、実質的にボイド
を含まないものが好ましい。

本発明に用いられるフィルムの厚さは、30〜100μｍ
が好ましく、さらに好ましくは35〜60μｍである。厚さ
が薄すぎると剛性が小さくなるため、後述するキャリヤ
テープ製造工程においてスプロケット穴、デバイス穴の
位置精度が悪くなり不良品が多くなる。従来のポリイミ
ドをベースフィルムとして用いた場合は125μｍ以上の
厚さにしなければならないのに比較し、本発明の芳香族
ポリアミドでは弾性率が高いために30μｍ程度まで薄く
することができる。

本発明に用いられるフィルムは、その硫酸等を溶媒と
する光学異方性ドープを、支持面上に流延し、吸湿また
は／および加熱により該ドープを光学等方性に転化した
のち凝固させ、洗浄後、必要なら一軸または二軸に延伸
し、次いで収縮を制御しつつ乾燥するという方法でつく
ることができる。

本発明の半導体集積回路用キャリヤテープは、前記方
法で得られる芳香族ポリアミドフィルムをベースフィル
ムとし、該フィルムの片面または両面に金属層を積層す
ることによって得られる。該テープは薄手でかつ高密度
実装可能なキャリヤテープである。金属層に用いられる
導体としての金属には、通常、電解銅箔、圧延銅箔など
の銅が用いられる。また金属層の積層には、耐熱性の優
れた接着剤が用いられ、該接着剤としては、エポキシ系
化合物、アクリル系化合物、フェノール系化合物、熱硬
化性ポリフェニレンオキシド系化合物等が用いられる。

本発明のキャリヤテープは、例えば次のようにして製
造される。まず芳香族ポリアミドフィルムに接着剤溶液
が塗布され、乾燥される。該接着剤の塗布厚みは７〜50
μｍの範囲が好ましい。また均一な厚みに塗布するため
に、リバースロールコータ等が用いられる。接着剤が塗
布され、乾燥ゾーンで溶媒が除かれたフィルムは、ポリ
エチレン等のカバーフィルムを重ねた状態で一度巻き取
られた後、適当な幅にスリットされ、スプロケット穴、
デバイス穴等が機械的に打抜き加工される。この際、こ
れらの穴の形状、相互の相対位置が、高密度実装におけ
る寸法精度が得られるように精密にコントロールされ
る。

次に穴あけ加工された接着剤積層芳香族ポリアミドテ
ープは銅箔等と接着される。通常、接着は連続式加熱ロ
ールプレス方法が用いられ、加熱ロール温度80〜200
℃、ロール線圧１〜50kg/cm、搬送速度0.1〜15m/分の範
囲で行われる。従来は、積層品のカール、反り等の少な
いものを得るために前記接着条件およびフィルムにかけ
るテンションを厳密にコントロールする必要があった
が、本発明においてはベースフィルムとして弾性率の高
いものを用いるため、テンションのコントロールが容易
となる。

次に接着剤の硬化が行われる。硬化条件は接着剤組成
によって異なるが、通常100〜200℃で１〜50時間の範囲
で、ロール巻きの状態で行われる。

このようにして得られた芳香族ポリアミドベースの銅
箔積層テープは、通常知られているパターン形成法によ
り配線パターンが形成され、かつハンダ、金、スズなど
のメッキが施されてIC実装用キャリアテープとして完成
される。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により説明する。なお、実施例
中、部、％とあるのは特に断らない限り重量部、重量％
を示す。

実施例１および２ １）ポリアミドフィルムの製造 対数粘度ηinhが5.5のPPTAポリマーを、99.7％の硫酸
にポリマー濃度11.5％となるように溶解し、60℃で光学
異方性のあるドープを得た。このドープの粘度を常温で
測定したところ、10600ポイズだった。製膜しやすくす
るために、このドープを約70℃に保ったまま真空下で脱
気した。この場合も光学異方性を有し、粘度は4400ポイ
ズであった。タンクからフィルターを通し、ギヤポンプ
を経てダイに至る1.5mの血管を約70℃に保ち、0.1mm×3
00mmのスリットを有するダイから、鏡面に磨いたタンタ
ル製のベルト（2m/分で移動）にキャストし、相対湿度
約85％の約90℃の空気を吹きつけて、流延ドープを光学
等方化し、ベルトとともに、−５℃の希硫酸中に導いて
凝固させた。次いで凝固フィルムをベルトから引きはが
し、約40℃の温水中を走行させて洗浄した。洗浄の終了
したフィルムを乾燥させずにテンターで延伸し、次いで
別のテンターを用いて定長下に240℃で熱乾燥した後、3
90℃で定長熱処理した。

延伸倍率を第１表に示すように変えて得られたフィル
ムの性能を調べ、その結果を第１表に示した。

なお、対数粘度ηinhは98％硫酸100mlにポリマー0.5g
を溶解し、30℃で常法で測定した値である。フィルムの
厚さは、直径2mmの測定面を持ったダイヤゲージで測定
した。強伸度およびヤング率は、定速伸長型強伸度測定
機によってフィルム試料を100mm×10mmの長方形に切り
取り、最初のつかみ長さ30mm、引張速度30mm/分で荷重
−伸長曲線を５回描き、これより算出したものである。

２）キャリヤテープの製造 上記で得られたフィルムに、次の構造を有する樹脂70
部 およびエピコート828（シェル社製エポキシ樹脂）30部
からなる接着剤を塗布、乾燥し、35mm幅のテープ状にス
リットした。

このテープにJIS K7552−1965に定められた映画用生
フィルム（ポジ目生フィルム）の寸法に相当するスプロ
ケット穴を穴あけ加工した。穴の寸法等は上記JIS規格
を満足するものであった。次にスプロケット穴４ピッチ
に一個の割合でテープの中央部に5mm角のデバイス穴を
穴あけ加工した。

このテープと、約23.8mm幅にスリットされたプリント
基板用電解銅箔とをロールラミネート方式により連続的
に貼り合わせてロール状に巻き取った。ラミネートの直
前に、ポリエチレンカバーフィルムを連続的に剥ぎ取っ
た。また銅箔積層テープの巻き取りにはブロッキング防
止の目的で離型剤を塗布したポリエレンテレフタレート
フィルムをスペーサとして同時に巻き込んだ。

ロール状に巻き取られた50m長さのラミネートテープ
をロール状のまま140℃で24時間加熱し、接着剤を硬化
させた。銅箔ラミネートフィルムの剥離強度、半田耐熱
性、耐薬品性等の各種特性はロールの内層部、外層部全
般にわたって均一であった。またスプロケット穴等のフ
ィルム寸法精度は上記JIS規格から外れていなかった。

次に熱硬化性シルクスクリーン印刷インクをエッチン
グレジストとして用い、エッチング液として塩化第２
銅、メッキ液としてスズを用いてエッチング、メッキ加
工テストを行ったが、異常は生じず、テープの寸法精度
は上記JIS規格を満たしていた。

実施例３ 実施例１の１）において、テンター乾燥まで行った
後、第３のテンターに導き、幅方向および長さ方向の把
持長さが５％ずつ小さくなるようにクリップの把持部を
調製し、340℃で熱固定した以外は実施例１の１）と同
様にしてフィルムを得た。このフィルムの性能を調べ第
１表に示した。

また実施例１の２）と同様にしてキャリヤテープを作
製し、その性能を調べたが、実施例１の２）と同様に優
れたものであった。

比較例１および２ ベースフィルムとしてポリイミドフィルム（デュポン
社製の商品名、カプトン200H（50μｍ）およびカプトン
500H（125μｍ））を用いて実施例と同様の方法でキャ
リヤテープを製造した。125μｍの膜厚を有するカプト
ン500Hでは寸法精度が良好であったが、50μｍの膜厚を
有するカプトン200Hではスプロケット穴の寸法精度が前
記JIS規格を満たしていなかった。

〔発明の効果〕

本発明の半導体集積回路用キャリヤテープは、寸法安
定性に優れ、ICの高密度実装が可能であり、またベース
フィルム厚を薄くできるため製品のコストの低下が可能
である。したがって、これらは、例えば時計、ICカー
ド、電卓等の薄型製品用としてきわめて有用である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対数粘度が3.5以上で、少なくとも一方向
   のヤング率が600kg/mm²以上である実質的に塩素原子を
   含有しないパラ配向性の芳香族ポリアミドフィルムの片
   面または両面に、金属層を積層させてなることを特徴と
   する半導体積層回路用キャリヤテープ。