JP3204558B2 - 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 Bonding）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
してしまうといった問題点があった。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、一般に剛直な樹脂骨格を持ち耐溶
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】我々は先に特願平03-125646号に示したよ
うに、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、導体箔にフィル
ムを圧着し、離型フィルムを剥離してイミド化を完結さ
せ、導体箔にエッチング処理等を施すことにより所要の
パターンを形成することにより２層ＴＡＢテープを製造
することによってこれらの問題点を解決することができ
たが、さらに一層の寸法精度の向上が望まれている。

【０００６】

【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、寸法安定性の優れた２層ＴＡＢテープの製造
法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、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、導体箔にフィルムを圧着し、離型フ
ィルムを剥離してイミド化を完結させ、導体箔にエッチ
ング処理等を施すことにより所要のパターンを形成する
２層ＴＡＢテープの製造方法において、導体箔とポリア
ミック酸フィルムとの圧着をロール式ラミネータを用い
て導体箔側のロールを120〜200℃、離型フィルムの付い
たポリアミック酸フィルム側のロールを120℃以下に保
ち、圧着することを特徴とする２層ＴＡＢテープの製造
方法である。

【０００８】半硬化させたポリアミック酸フィルムは、
他の離型フィルム上に形成された必要により同一組成ま
たは異なる組成のポリアミック酸フィルムをアミック酸
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。

【００１０】孔加工が終了した後、導体箔にポリアミッ
ク酸フィルムを圧着するが、ロール式ラミネータの導体
箔側のロールを120〜200℃、離型フィルムの付いたポリ
アミック酸フィルム側のロールを120℃以下に保ち、１
〜500kg／cm²の圧力で圧着する。導体箔側のロールは、
導体箔を通してポリアミック酸フィルム表面が軟化する
のに充分な熱を与える必要があるので120℃以上の温度
にしておく必要がある。120℃以下ではポリアミック酸
フィルムまで充分に熱が伝わらず、銅箔とポリアミック
酸フィルムの接着が不十分となる。一方、200℃を超え
ると熱がポリアミック酸フィルムに急激に伝わり、フィ
ルム中に含まれる溶剤が急激に蒸発するためポリアミッ
ク酸フィルムが発泡する恐れがある。また、離型フィル
ムの付いたポリアミック酸フィルム側のロールを120℃
以上にすると、フィルムが軟化してしまい、微弱なテン
ションにより容易に伸びてしまうので、寸法精度を保つ
のが難しい。

【００１１】また圧着圧力は、軟化したポリアミック酸
フィルムが導体箔に十分密着する圧力であれば特に限定
されないが、１〜500kg／cm²の圧力で行うことが好まし
い。圧力が１kg／cm²未満だと、軟化したポリアミック
酸フィルムが導体箔の粗化面中に充分に食い込まず、密
着力が充分にでない。一方、500kg／cm²を超えると、軟
化したポリアミック酸フィルムが流れてしまい、デバイ
スホールやスプロケットホール等の開孔部でのしみ出し
の原因となる。このとき、必要により２組以上の複数の
圧着ロールを持つロール式ラミネータを用いて、全ての
ロールを上記温度条件の範囲に保ち、圧着することによ
り寸法精度を損なわずに、ラミネート速度を上げること
が可能である。導体箔と離型フィルムの付いたポリアミ
ック酸を加熱・圧着後、離型フィルムを剥離し、充分に
イミド化を行う。

【００１２】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。

【００１３】アミック酸１枚の塗布厚みとしては、イミ
ド化後の厚みは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。

【００１４】ポリアミック酸フィルム同士をロール式ラ
ミネータで加熱・圧着する条件としては、上下のロール
とも同じ温度に保ち、70〜200℃、１〜500kg／cm²の条
件で圧着する。本発明におけるロール式ラミネータのロ
ールは、加熱温度と加圧圧力に耐えられるものならば金
属製でもゴム製でも構わないが、開孔部等にも充分に圧
力を加えることができる様に、上下ロールの内１本は少
なくともゴムロールを用いることが好ましい。

【００１５】本発明におけるポリアミック酸は、通常ジ
アミンと酸無水物とを反応させることにより得られる。
ジアミンとしては、フェニレンジアミン、ジアミノジフ
ェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノ
ジフェニルエーテルなどを、酸無水物としては、トリメ
リット酸無水物、ピロメリット酸二無水物、ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸二無水物などを使用することができ、それぞれ１
種又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができ
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％、好ましくは20〜40％が望ましい。

【００１６】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
チックフィルムが挙げられる。

【００１７】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。

【００１８】

【作用】本発明は、離型フィルム上にポリアミック酸溶
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、ロール式ラミネータを用い
て導体箔側から充分に熱を加え、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・収率よく寸
法精度の優れた２層ＴＡＢテープを得ることができる。

【００１９】

【実施例】（実施例１）図１に、本発明に係る２層ＴＡ
Ｂテープの製造工程を示す。図１の（ａ）〜（ｈ）は断
面図を示す。温度計、撹拌装置、還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と
4,4'-ジアミノジフェニルエーテル200ｇ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とピロメリット
酸二無水物218ｇを撹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時間撹拌し、反応を終了してポリアミック酸溶液
を得た。

【００２０】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ロールコーター
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。金型を用いて孔加工（デバイス
ホール３）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、圧着ロールを２組持つ
全てゴム製のロール式ラミネータを使って２組のロール
とも導体箔側のロールを160℃、離型フィルムの付いた
ポリアミック酸フィルム側のロールを60℃に保ち、80kg
／cm²の圧力を加え、３ｍ／分のスピードで加熱・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。

【００２１】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及び穴埋め処理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
ルを設けることにより２層ＴＡＢテープを得た（ｈ）。

【００２２】（実施例２）実施例１と同様のポリアミッ
ク酸フィルム溶液を用い、実施例１と同様の離型フィル
ム上に、このポリアミック酸溶液をロールコーターでイ
ミド化後の厚みが50μｍになるように塗布し、130℃、2
0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。金型を用いて孔加工（デバイスホー
ル）を行い、市販の銅箔の粗化面上にポリアミック酸フ
ィルム面を重ね合わせ、加熱ロールを１組しか持たない
全てゴム製のロール式ラミネータを使って導体箔側のロ
ールを180℃、離型フィルムの付いたポリアミック酸フ
ィルム側のロールを80℃に保ち、100kg／cm²の圧力を加
え、１ｍ／分のスピードで加熱・圧着を行った以外は、
実施例１と同様にして２層ＴＡＢテープを得た。

【００２３】（実施例３）温度計、撹拌装置、還流コン
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4,4'-ジアミノジフ
ェニルエーテル200ｇ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、精製した無水のピロメリット酸二無水物218ｇを撹
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時間撹拌し、反応
を終了してポリアミック酸溶液を得た。

【００２４】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バーコーターでイミド化後の厚みが
25μｍ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２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１）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２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、
実施例１で用いたのと同様のロール式ラミネータを用い
て、２組のロールとも130℃、30kg／cm²、１ｍ／分で加
熱・圧着を行い、ポリアミック酸積層フィルムとした。
その後、金型を用いて孔加工を行い、市販の銅箔粗化面
上にポリアミック酸フィルム側を重ね合わせ、さらに２
組の金属−ゴムからなるロール式ラミネータを用いて、
２組のロールとも導体箔側のロールを140℃、離型フィ
ルムの付いたポリアミック酸フィルム側のロールを30℃
に保ち、200kg／cm²の圧力を加え、２ｍ／分のスピード
で加熱・圧着を行った。その後は、実施例１と同様の方
法で２層ＴＡＢテープを得た。

【００２５】（比較例１）ポリアミック酸フィルムと銅
箔とのラミネートを１組のゴム製のロール式ラミネータ
を用いて上下のロールとも150℃、150kg／cm²、３ｍ／
分で行った以外は、実施例１と同様にして２層ＴＡＢテ
ープを得た。

【００２６】（比較例２）ポリアミック酸フィルムと銅
箔とのラミネートを１組のゴム製のロール式ラミネータ
を用いて導体箔側のロールを100℃、離型フィルムの付
いたポリアミック酸フィルム側のロールを60℃に保ち、
300kg／cm²の圧力を加え、0.8ｍ／分のスピードで行っ
た以外は、実施例１と同様にして２層ＴＡＢテープを得
た。

【００２７】（比較例３）ポリアミック酸フィルムと銅
箔とのラミネートを１組のゴム製のロール式ラミネータ
を用いて導体箔側のロールを250℃、離型フィルムの付
いたポリアミック酸フィルム側のロールを100℃に保
ち、150kg／cm²の圧力を加え、３ｍ／分のスピードでの
圧着を試みたところ、ポリアミック酸フィルムが発泡し
てしまった。

【００２８】上記実施例および比較例で得られたＴＡＢ
テープの特性を以下の表に示す。本発明によれば、ラミ
ネート速度が速くてもピール強度、寸法変化の優れた２
層ＴＡＢテープを得ることができ、生産性が極めて良い
ことが分かる。

【００２９】

【表１】 1) 90゜方向の銅箔とポリイミドフィルムの剥離強度 2) ＭＤ方向（流れ方向）のスプロケットホール間の寸
法変化率（パンチング後のポリアミック酸フィルムとラ
ミネートして焼成後の寸法変化）

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、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２層ＴＡＢ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、ピ
ール強度、寸法精度、生産性の優れた工業的な２層ＴＡ
Ｂ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】 本発明の実施例を示す断面図（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

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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
   ムに所定の開孔部を設けた後、導体箔にフィルムを圧着
   し、離型フィルムを剥離してイミド化を完結させ、次い
   で導体箔に所要のパターンを形成する２層ＴＡＢテープ
   の製造方法において、導体箔とポリアミック酸フィルム
   との圧着をロール式ラミネータを用いて導体箔側のロー
   ルを120〜200℃、離型フィルムの付いたポリアミック酸
   フィルム側のロールを120℃以下の温度に保ち、圧着す
   ることを特徴とする２層ＴＡＢテープの製造方法。