JP2633999B2 - ２層ｔａｂテープの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子実装用のＴ
ＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎ
ｇ）テープの製造方法に関し、より詳細には２層ＴＡＢ
テープの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体実装技術の進歩は著しい
が、中でもＴＡＢは、極めて高密度に導体パターンが形
成できるために、多ピン化に容易に対応でき、またボン
ディングの際にはワイヤーを用いる事なく、リード全体
を一度に半導体素子と配線接続することが可能であるた
め、高密度実装技術が必要とされている現在、活発に開
発が進められている。

【０００３】ＴＡＢテープとしては、２層構造と３層構
造との２種類あるが、３層構造（以下、３層ＴＡＢと略
す）は一般的に銅箔等の導体箔と耐熱性の樹脂フィルム
を接着剤で張り合わせたものであり、フィルムとして耐
熱性及び耐薬品性等の優れた特性を持つポリイミドを用
いても耐熱性に劣る接着剤層を持つため、その特性を充
分に生かすことが出来なかった。

【０００４】一方、一般に２層構造ＴＡＢ（以下、２層
ＴＡＢと略す）は、ベースフィルムに接着剤層を持たな
いためにＴＡＢとしての耐熱性に優れるが、その製造法
の困難さ故に実用に供されることが少なかった。すなわ
ち２層ＴＡＢの製造法としては、ポリイミド等の耐熱フ
ィルム上に、スパッタリング、蒸着、メッキ等の薄膜形
成技術を用いて導体層を設けた後、ベースフィルム及び
導体層にエッチング処理を施しデバイスホールやスプロ
ケットホールといった所定の開孔部、及び導体パターン
を形成する方法と、銅箔等の導体箔上にポリイミド等耐
熱樹脂のワニスを直接塗布、乾燥させ２層基板を形成し
た後、樹脂層及び導体箔にエッチング処理を施して所定
の開孔部や導体パターンを形成する方法の２種類の方法
で製造されているが、前者では、屈曲性の優れた圧延箔
や強度の優れたＦｅ−Ｎｉ合金箔等を使用できないとい
った問題点や、ベースフィルム開孔部の形成にエッチン
グ法を用いて開孔部を設けなくてはならないために、３
層ＴＡＢの打ち抜き法と比較して生産性が著しく低下し
てしまう。一方、後者においても、カールやシワの発生
を防ぐために、用いる樹脂の線膨張係数を導体層である
銅箔と一致させる必要があるが、この様な樹脂は、一般
に剛直で耐溶剤性に優れるためアルカリエッチングが困
難なものが多く、フィルム層に開孔部を設けるためにエ
キシマレーザー等のドライエッチングを行わなくてはな
らず、生産性やコストが不利であるといった問題点を有
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、接着剤層のない２層ＴＡＢの本来持っている耐
熱性、耐アルカリ性、耐溶剤性、電気特性を低下させる
ことなく、生産性に優れ、カールの無い、銅箔とフィル
ムとの密着性の良好な２層ＴＡＢテープの製造法を提供
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、３，３’，
４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラ
フェニレンジアミンとを反応させて得られたポリアミッ
ク酸溶液（Ａ）とピロメリット酸二無水物と４，４’−
ジアミノジフェニルエーテルを反応させて得られたポリ
アミック酸溶液（Ｂ）とを、Ａ／Ｂ＝５５／４５〜７５
／２５の割合で混合して得られたポリアミック酸混合物
のワニスを用いて離型フィルム上に半硬化させたポリア
ミック酸フィルムを形成させ、このポリアミック酸フィ
ルムにデバイスホール等所定の開孔部を設けた後、導体
箔にポリアミック酸フィルムを面を合わせて圧着し、イ
ミド化を完結させ、ついで導体箔にエッチング処理等に
より所要のパターンを形成することを特徴とする２層Ｔ
ＡＢテープの製造方法である。

【０００７】ポリアミック酸フィルムに開孔部を設ける
方法としては、打ち抜き、切断、アルカリエッチング、
レーザー加工等を用いることが出来る。導体箔上に所定
のレジストパターンを形成し、エッチング処理を施す際
には開孔部に所要の穴埋め材を充填して開孔部からのエ
ッチングを防止しておく必要がある。導体パターンを形
成した後、導体箔上に残留するレジスト及び穴埋め材を
除去し、打ち抜き加工によりスプロケットホールを形成
する。

【０００８】半硬化させたポリアミック酸フィルムは、
離型フィルムに塗布したものの他、必要により以下のよ
うな形のものを利用することも出来る。同一組成または
異なる組成の他の離型フィルム上に形成されたポリアミ
ック酸フィルムをアミッ酸フィルム面を合わせて、ある
いはこの間にアミック酸フィルムを所定の枚数挿入し２
枚以上同時に加熱・圧着し、厚みの厚いポリアミック酸
フィルムとしてもかまわない。即ち、離型フィルム上に
ポリアミック酸溶液を塗布し、タックフリー状態になる
まで乾燥し、ポリアミック酸フィルムを形成する。その
後、ポリアミック酸フィルム面を重ね合わせポリアミッ
ク酸フィルム同士を加熱・圧着し、最初に塗布・乾燥し
た厚みの整数倍のポリアミック酸フィルムを作製する。
このとき、必要に応じてポリアミック酸の面同士を重ね
られるように、離型フィルムを剥離したポリアミック酸
フィルムを所定の枚数間に挿入してより厚いポリアミッ
ク酸フィルムを得ることも出来る。また圧着後片側の離
型フィルムを剥し、同様のことを繰り返して更に厚いも
のを得ることも出来る。

【０００９】次に、その離型フィルムのついたポリアミ
ック酸フィルムを通常の方法、例えば、打ち抜き、切
断、アルカリエッチング、レーザー等によって離型フィ
ルムと共に或はポリアミック酸フィルムのみを開孔させ
て孔加工を行うが、生産性、コストの面から打ち抜き加
工が好ましい。孔加工が終了した後、導体箔にポリアミ
ック酸フィルムを加熱・圧着後、離型フィルムを剥離
し、充分にイミド化を行う。

【００１０】本発明において、ポリアミック酸溶液を乾
燥させ、半硬化状態のポリアミック酸フィルムを形成さ
せる条件としては、８０〜２００℃、５〜３０分が適当
である。これより温度が低く時間が短い場合、導体箔と
加熱圧着する際、流動性が大きく、開孔部でのにじみ、
しみ出しが大きく、フィルム厚のバラツキも大きくな
り、イミド化後の寸法変化が大きくなる。またこれより
温度が高く時間が長い場合、導体箔と加熱・圧着する
際、流動性が小さすぎ、導体箔とのピ−ル強度が低下
し、ボイドの発生が多くなる。アミック酸１枚の塗布厚
みとしては、イミド化後の厚み５０μｍ以下が適当であ
る。これより厚い場合は、イミド化に伴う収縮による応
力が離型フィルムの支持力を上回り、乾燥中に大きなカ
ールを生じさせる。またフィルム層が厚いため溶剤の蒸
発速度が遅く、生産性が著しく低下する。ポリアミック
酸フィルム同士を、またフィルムと導体箔とを加熱・圧
着する条件としてはプレス形式の場合は７０〜２００
℃、５〜１００ｋｇ／ｃｍ^２、５〜３０分、ロール式ラ
ミネータの場合は７０〜２００℃、１〜５０ｋｇ／ｃ
ｍ、０．１〜１０ｍ／分の条件が適当であり、特に温度
としてはポリアミック酸フィルムの乾燥温度より１０〜
３０℃低い温度で実施することが揮発物の発生もなく望
ましい。イミド化の条件は通常ポリイミドにおいてとら
れる方法でよい。

【００１１】本発明で用いられるポリアミック酸溶液
は、フィルム形成能があり、金属箔との密着性があれば
よいが、次に示すようなポリアミック酸が最も目的にか
なっている。即ち、テトラカルボン酸二無水物成分とジ
アミン成分とを反応させるに当たり、３，３’，４，
４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェ
ニレンジアミンとを反応させて得られたポリアミック酸
溶液（Ａ）と、ピロメリット酸二無水物と４，４’−ジ
アミノジフェニルエーテルを反応させて得られたポリア
ミック酸溶液（Ｂ）とを、Ａ／Ｂ＝５５／４５〜７５／
２５の割合で混合攪拌して得られるポリアミック酸混合
溶液を加熱硬化させて得られるポリイミドである。

【００１２】本発明で用いるテトラカルボン酸二無水物
は、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物と、ピロメリット酸二無水物であるが、この他
の酸、例えば２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−Ｐ
−テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，
６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，
３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、３，３’，４，４’−Ｐ−テルフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物、４，４’−ヘキサフルオロイソプロ
ピリデンビス（フタル酸無水物）等のテトラカルボン酸
二無水物も併用することが出来る。

【００１３】本発明で用いるジアミンは、パラフェニレ
ンジアミンと４，４’−ジアミノジフェニルエーテルで
あるが、この他のアミン、例えば４，４’−ジアミノジ
フェニルメタン、３，３’−ジメチルベンジジン、４，
４’−ジアミノ−Ｐ−テルフェニル、４，４’−ジアミ
ノ−Ｐ−クォーターフェニル、２，８−ジアミノジフェ
ニレンオキサイドなどの種々のジアミンも併用すること
ができる。

【００１４】テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン
成分との反応は酸成分／アミン成分（モル比）の比が
０．９０〜１．００で行うのが好ましく、０．９０より
低いと重合度が上がらず硬化後の皮膜特性が悪い。１．
００より大きいと、硬化時にガスを発生し、平滑な皮膜
を得ることが出来ない。

【００１５】反応は通常、テトラカルボン酸二無水物ま
たはジアミン類と反応しない有機極性溶媒中で行われ
る。この有機極性溶媒は、反応系に対して不活性であ
り、かつ生成物に対して溶媒であること以外に、反応成
分の少なくとも一方、好ましくは両者に対して良溶媒で
なければならない。この種の溶媒として代表的なもの
は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アセトアミド、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシ
ド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等があり、これらの溶
媒は単独または組み合わせて使用される。この他にも溶
媒として組み合わせて用いられるものとして、ベンゼ
ン、ジオキサン、キシレン、トルエン、シクロヘキサン
等の非極性溶媒が、原料の分散媒、反応調節剤あるいは
生成物からの揮散調節剤、皮膜平滑剤等として使用され
る。

【００１６】反応は一般的に無水の条件下で行うことが
好ましい。これはテトラカルボン酸二無水物が水により
開環し、不活性化し、反応を停止させる恐れがあるため
である。このため仕込原料中の水分も溶媒中の水分も除
去する必要がある。しかし一方、反応の進行を調節し、
樹脂重合度をコントロールするためにあえて水を添加す
ることも行われる。また反応は不活性ガス雰囲気中で行
われることが好ましい。これはジアミン類の酸化を防止
するためである。不活性ガスとしては一般的に乾燥窒素
ガスが使用される。

【００１７】本発明で用いるポリイミド樹脂の合成反応
は以下の様な方法で行われる。即ち、３，３’，４，
４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェ
ニレンジアミンとを反応させて得られたポリアミック酸
（Ａとする）とピロメリット酸二無水物と４，４’−ジ
アミノジフェニルエーテルとを反応させて得られたポリ
アミック酸（Ｂとする）とをＡ／Ｂ＝５５／４５〜７５
／２５の割合で混合攪拌することによってポリアミック
酸を得る方法である。Ａの比率が上述の割合よりも少な
いときにはカールが発生し、逆に多いときには剛直にな
りすぎ、柔軟性がなくなり銅箔との密着性が損なわれ
る。Ａ及びＢを合成する反応温度は、０〜１００℃であ
ることが望ましい。０℃以下だと反応の速度が遅く、１
００℃以上であると生成したポリアミック酸の閉環反応
および解重合反応が開始するためである。通常、反応は
２０℃前後で行われる。ポリアミック酸フィルムの状態
におけるイミド化率は１０〜５０％、望むべくは２０〜
４０％が望ましい。

【００１８】離型フィルムとして用いることのできる材
料としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエー
テルサルフォン、ポリイミド、ポリエチレン等のプラス
チックフィルムがあげられる。

【００１９】導体層として用いることのできる材料とし
ては、銅、アルミニウム、ニッケル等の単体の金属箔に
加えＦｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等の金属箔
が挙げられる。

【００２０】

【作用】本発明は、離型フィルム上に特定のポリアミッ
ク酸溶液を塗布・乾燥した、ポリアミック酸の半硬化状
態のフィルムにおいて、加熱・圧着し、厚物フィルムを
得た後、孔加工を行い、さらに、導体箔と加熱・圧着
し、イミド化を完結させ、導体配線を形成する工程をと
ることにより、容易にかつ安価に、生産性・収率よく２
層ＴＡＢテープを得ることができる。

【００２１】

【実施例】（実施例１）図１に、本発明に係る２層ＴＡ
Ｂテープの製造工程（ａ）〜（ｈ）を示す。温度計、攪
拌装置、環流コンデンサー及び乾燥窒素ガス吹込み口を
備えた４つ口セパラブルフラスコに精製した無水のパラ
フェニレンジアミン１０８ｇをとり、これに無水のＮ−
メチル−２−ピロリドン９０重量％とトルエン１０重量
％の混合溶剤を、全仕込原料中の固形分割合が２０重量
％になるだけの量を加えて溶解した。乾燥窒素ガスは反
応の準備段階より生成物取り出しまでの全工程にわたり
流しておいた。次いで精製した無水の３，３’，４，
４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物２９４ｇを
攪拌しながら少量ずつ添加するが、発熱反応であるた
め、外部水槽に約１５℃の冷水を循環させてこれを冷却
した。添加後、内部温度を２０℃に設定し、５時間攪拌
し反応を終了してポリアミック酸溶液（Ａとする）を得
た。次に上記と同様の装置及び方法で無水の４，４’−
ジアミノジフェニルエーテル２００ｇと精製した無水の
ピロメリット酸二無水物２１８ｇを反応させてポリアミ
ック酸（Ｂとする）を得た。次にＡおよびＢを、モル比
がＡ／Ｂ＝６０／４０になるように混合攪拌した。

【００２２】市販の離型フィルム（ポリエステルフィル
ム１）上に、このポリアミック酸溶液をスピンナーでイ
ミド化後の厚みが２５μｍになるように塗布し、１１０
℃、１５分乾燥を行い、離型フィルムのついたポリアミ
ック酸フィルム２を得た。金型を用いて孔（デバイスホ
ール３）加工を行い、市販の銅箔４の粗化面上にポリア
ミック酸フィルム面を重ね合わせ、９０℃、４０ｋｇ／
ｃｍ^２、１５分加熱・圧着を行った。その後、離型フィ
ルム１を剥し、３８０℃で１時間加熱を行い、イミド化
を完結し、デバイスホールを持つ２層基板（ｄ）を得
た。

【００２３】得られた２層基板（ｄ）を用い、導体箔上
に所定のレジストパターン５及び穴埋め材８を施し、エ
ッチング処理を施すことにより導体パターン（ｆ）を形
成した後、導体箔上に残留するレジスト５及び穴埋め材
８を除去し（ｇ）、打ち抜き加工によりスプロケットホ
ール７を設けることにより２層ＴＡＢテープを得た
（ｈ）。

【００２４】（実施例２）実施例１と同様のポリアミッ
ク酸フィルムを用い、ポリアミック酸フィルム面同士が
向かい合うように重ね合わせ、プレスを用いて、１００
℃、２０Ｋｇ／ｃｍ^２で、１０分間、加熱・圧着を行
い、ポリアミック酸積層フィルムとした。このポリアミ
ック酸フィルムを使用する以外は、実施例１と同様にし
て２層ＴＡＢテープを得た。

【００２５】（実施例３）市販のポリエステルフィルム
上に、実施例１と同様のポリアミック酸溶液をスピンナ
ーでイミド化後の厚みが２５μｍになるように塗布し、
１１０℃、１５分乾燥行い、離型フィルムのついたポリ
アミック酸フィルムを得た。次に、このポリアミック酸
フィルム面同士を重ね合わせ、ロール式のラミネータを
用いて、９０℃、１５Ｋｇ／ｃｍ^２で、０．２ｍ／分
で、加熱・厚着を行った後、金型を用いて孔加工を行
い、片面側の離型フィルムを剥し市販の銅箔の粗化面上
にポリアミック酸フィルム面を重ね合わせ、プレスを用
いて９０℃、４０ｋｇ／ｃｍ^２、１５分加熱・圧着を行
った。その後、離型フィルムを剥し、３８０℃で１時間
加熱を行い、イミド化を完結した。その後は、実施例１
と同様の方法で２層ＴＡＢテープを得た。

【００２６】（実施例４）実施例１と同様な装置及び方
法で、パラフェニレンジアミンと３，３’，４，４’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物からなるポリアミ
ック酸溶液（Ａとする）と、４，４’−ジアミノジフェ
ニルエーテルとピロメリット酸二無水物からなるポリア
ミック酸溶液（Ｂとする）を合成した。つぎに、ＡとＢ
をモル比が７０／３０になるように混合攪拌した。

【００２７】市販のポリエステルフィルム上に、このポ
リアミック酸溶液をスピンナーでイミド化後の厚みが２
５μｍになるように塗布し、１１０℃、１０分乾燥を行
い、離型フィルムのついたポリアミック酸フィルムを得
た（フィルムＩＩとする）。次に、本フィルムの離型フ
ィルムを剥離し、実施例１で作製した離型フィルムの付
いたポリアミック酸フィルム（フィルムＩ）２枚の間に
アミック酸の面同士が向かい合うようフィルムＩＩを挟
み、これら３枚のポリアミック酸フィルム同士を重ね合
わせ、プレスを用いて、１００℃、２５Ｋｇ／ｃｍ
^２で、１５分の条件で、加熱・圧着を行った。その後、
金型を用いて孔加工を行い、市販の銅箔の粗化面上にポ
リアミック酸フィルム側を重ね合わせ、プレスを用いて
９０℃、４０ｋｇ／ｃｍ^２、１５分加熱・圧着を行っ
た。最後に離型フィルムを剥し、３８０℃で１時間加熱
を行い、イミド化を完結した。その後は、実施例１と同
様の方法で２層ＴＡＢテープを得た。

【００２８】（比較例１）実施例１と同様な装置及び方
法で、パラフェニレンジアミンと３，３’，４，４’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物からなるポリアミ
ック酸溶液（Ａとする）と、４，４’−ジアミノジフェ
ニルエーテルとピロメリット酸二無水物からなるポリア
ミック酸溶液（Ｂとする）を合成した。つぎに、ＡとＢ
をモル比が８０／２０になるように混合攪拌した。その
後は、実施例１と同様の方法で２層ＴＡＢテープを得
た。

【００２９】（比較例２）実施例１と同様な装置及び方
法で、パラフェニレンジアミンと３，３’，４，４’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物からなるポリアミ
ック酸溶液（Ａとする）と４，４’−ジアミノジフェニ
ルエーテルとピロメリット酸二無水物からなるポリアミ
ック酸溶液（Ｂとする）を合成した。つぎに、ＡとＢを
モル比が４０／６０になるように混合攪拌した。その後
は、実施例１と同様の方法で２層ＴＡＢテープを得た。

【００３０】実施例１〜４、比較例１〜２で製造された
２層ＴＡＢテープの評価結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、特定のポリアミック酸
を用いることにより生産性の優れた打ち抜き加工により
デバイスホールを設けた耐熱性、耐薬品性等に優れたカ
ールの無い、銅箔とフィルムとの密着性の良好な２層Ｔ
ＡＢを得ることができ、さらに蒸着法等では使用するこ
との出来なかった圧延箔を用いた２層ＴＡＢも作製する
ことが可能となった。本発明は、連続シートを用いた連
続工程にも容易に適用できるなど、工業的な２層ＴＡＢ
の製造方法として好適なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の工程を示す断面図（ａ〜ｈ）

【符号の説明】

１ ポリエステル離型フィルム ２ ポリアミック酸フィルム ３ デバイスホール ４ 銅箔 ５ フォトレジスト ６ ポリイミドフィルム ７ スプロケットホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−222444（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカ
   ルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミンとを反応さ
   せて得られたポリアミック酸溶液（Ａ）と、ピロメリッ
   ト酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテル
   を反応させて得られたポリアミック酸溶液（Ｂ）とを、
   Ａ／Ｂ＝５５／４５〜７５／２５の割合で混合したワニ
   スにより離型フィルム上に半硬化状態で形成させたポリ
   アミック酸フィルムに所定の開孔部を設けた後、導体箔
   にポリアミック酸フィルム面を合わせて圧着し、イミド
   化を完結させ、導体箔に所要のパターンを形成すること
   を特徴とする２層ＴＡＢテープの製造方法。