JP3741683B2 - 電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造方法およびこの方法に使用できる鍍金装置 - Google Patents

電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造方法およびこの方法に使用できる鍍金装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端子部分に均一性の高い錫−ビスマス合金鍍金が施された電子部品実装用フィルムキャリアテープを製造する方法およびこの方法に使用できる鍍金装置に関する。
【０００２】
【技術的背景】
電子部品を装置に組み込む際に可撓性絶縁フィルムの表面に多数の配線パターンが形成されたフィルムキャリアテープが使用されている。このような電子部品を実装するためのフィルムキャリアテープとしては、TAB（Tape Automated Bonding）テープ、CSP（Chip Size Package）テープ、COF（Chip On Film）テープ、BGA（Boll Grid Array）テープ、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）テープなどがある。このようなフィルムキャリアテープには、電子部品に形成された端子と接合するための内部端子と、この内部端子と連通しこのフィルムキャリアと外部の装置とを連通させる外部端子とを有している。
【０００３】
このような構成を有する電子部品実装用フィルムキャリアテープには、外部端子の表面にハンダ鍍金層を形成する必要があるものがある。ハンダは、錫と鉛の合金であり、鉛は重金属であることから、最近では、国際的な鉛フリー化の要請下にハンダに代わって次第に錫-ビスマス合金が使用されるようになってきている。錫-ビスマス合金鍍金層におけるビスマスは、ハンダ鍍金層における鉛と同等に作用して錫の融点を低下させるものであり、ビスマスの含有率を特定すれば、形成された錫-ビスマス合金層は、ハンダ鍍金層と同等に取り扱うことができると考えられていた。
【０００４】
しかしながら、このようにして形成された錫-ビスマス合金層は、ビスマスの含有率を一定にしているにも拘わらず、その融点が一定しないという問題があることがわかった。 こうした錫−ビスマス合金層の融点の変動について検討したところ、形成された錫-ビスマス合金層におけるビスマス含有率が均一ではないことがわかった。すなわち、錫-ビスマス合金層においては、表面におけるビスマス含有率が高くなる傾向があり、層の表面にある錫-ビスマス合金と深部における錫-ビスマス合金との融点が異なることがある。このような合金層におけるビスマス含有率の相違は、単に錫-ビスマス合金の融点を変動させるだけでなく、最外面にこの錫-ビスマス合金層を有する端子のボンディング特性にも影響を及ぼすことが考えられ、ひいてはフィルムキャリアテープ自体の信頼性の低下を招来する虞がある。
【０００５】
そこで、このような錫-ビスマス合金層に生ずるビスマス含有率の変動の原因を探求したところ、次のようなことがわかった。
基本的に、錫-ビスマス合金鍍金層もハンダ鍍金層と同様に、電気鍍金により形成することができ、ビスマスは鉛と同様に錫の融点を低下させることができる。しかしながら、ビスマスは鉛と異なり金属錫との接触により錫と置換するという特性を有している。
【０００６】
一般にフィルムキャリアテープを製造するために用いられる電気鍍金槽には、フィルムキャリアテープの移動方向の下流側に水洗槽が配置されるが、構造的に電気鍍金槽と水洗槽との間に間隙を形成する必要があり、フィルムキャリアテープが電気鍍金槽を出てから水洗槽に導入されて水洗されるまでに１０秒程度かかるのが一般的である。
【０００７】
ハンダ鍍金層を形成する際には、錫が鉛によって置換されることはなく、上記のような電気鍍金槽と水洗槽との間隙が特に問題とはならなかったが、錫-ビスマス合金鍍金層を形成する際には、電気鍍金槽から導出されたフィルムキャリアテープに付着している鍍金液中のビスマスが、形成された錫-ビスマス合金層表面の錫と置換し、錫-ビスマス合金層の表面が変質し、錫の一部がビスマスで置換された部分の錫-ビスマス合金層の表面では、他の部分よりもビスマスの含有率が高くなり、その部分の錫-ビスマス合金の融点は他の部分とは異なってしまう。
【０００８】
したがって、錫-ビスマス合金鍍金槽から導出されたフィルムキャリアテープをすぐに水洗槽に導入して水洗すれば、こうしたビスマスによる錫の置換は起こらずに均一組成の錫-ビスマス合金層を形成することができるはずである。しかしながら、電気鍍金槽と水洗槽とは異なる装置であり、両者を近接して配置したとしても、錫-ビスマス合金鍍金液が付着した状態でフィルムキャリアを１０秒程度移動させる必要があり、このように短時間鍍金液と錫-ビスマス合金鍍金液とを接触させることによっても、鍍金液中のビスマスによる錫の置換反応は進行する。
【０００９】
このようなビスマスによる錫の置換は、錫-ビスマス合金の融点を変動させるだけでなく、ボンディング性などフィルムキャリアテープの特性の安定性という点からしても改善する必要がある。
【００１０】
【発明の目的】
【００１１】
本発明は、端子部分に形成された錫-ビスマス合金層の表面の錫がビスマスによって置換されにくい電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造方法を提供することを目的としている。
さらに、本発明は、端子部分に形成された錫-ビスマス合金層の表面にある錫がビスマスによって置換されにくい電子部品実装用フィルムキャリアテープを製造する際に用いられる鍍金装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【発明の概要】
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造方法は、絶縁フィルム上に形成された配線パターンの少なくとも一部に錫 - ビスマス合金鍍金を施す工程を有する電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造方法において、
該配線パターンの少なくとも一部に錫 - ビスマス合金鍍金を施した後、５秒以内に該錫 - ビスマス合金鍍金部分をフィルムキャリアテープの移動方向に沿ってノズルから噴出する、１０〜５００ ml/ 秒の範囲内の量で、圧力０．０５〜０．８ kgf ／ cm 2 の水により水洗して該錫 - ビスマス合金鍍金層の厚さ方向におけるビスマス含有率を実質的に均一に形成することを特徴としている。
【００１４】
そして、上記のような本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープを製造するに際しては、鍍金槽と、該鍍金槽にフィルムキャリアテープを連続的に導入するスリット状導入口と、該導入されたフィルムキャリアテープを導出するスリット状導出口と、該スリット状導出口から導出されたフィルムキャリアテープを水洗する水洗ノズルとを有しており、該水洗ノズルは、フィルムキャリアテープの移動方向に沿ってノズルから噴出する、１０〜５００ ml/ 秒の範囲内の量で、圧力０．０５〜０．８ kgf ／ cm 2 の水で、該スリット状導出口から導出されたフィルムキャリアテープを５秒以内に水洗可能に形成されている鍍金装置を用いることができる。
【００１５】
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造方法では、錫-ビスマス合金の鍍金槽から導出されたフィルムキャリアテープを導出から５秒以内に洗浄して、フィルムキャリアテープ表面に付着している鍍金液を除去する。このように錫-ビスマス合金鍍金槽から導出されたフィルムキャリアテープに鍍金液が付着している時間を５秒以内にすることにより、付着した鍍金液中のビスマスとフィルムキャリアの端子部分に形成された錫-ビスマス合金層中の錫とが置換するのを実質的に防止することができる。
【００１６】
したがって、本発明の方法により得られた電子部品実装用フィルムキャリアテープにおいては、形成された錫-ビスマス合金層の表面においてもビスマス含有率が実質的に変動せず、この錫-ビスマス合金層の厚さ方向の深部におけるビスマス含有率と実質的に同一である。
【００１７】
【発明の具体的な説明】
次の本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープ、その製造方法およびその製造方法において好適に使用される鍍金装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープの一例を示す平面図であり、図２は、図１に示す本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープの一例である電子部品実装用フィルムキャリアテープを製造する各工程における断面図であり、図３は図２における外部端子部分の断面を拡大して模式的に示す図である。
【００１８】
また、図４は、鍍金装置の一例を示す平面図であり、図５は、図４に示す鍍金装置の一部切欠を有する側面図である。
図１〜３に示すように、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープ１０は、絶縁フィルム１１の表面に形成された配線パターン１３と、この配線パターン１３の上に、接続端子１５が露出するように形成されたソルダーレジスト層１７とから形成されている。
【００１９】
ここで絶縁フィルム１１は、エッチングする際に酸などと接触することからこうした薬品に侵されない耐薬品性、および、ボンディングする際の加熱によっても変質しないような耐熱性を有している。この絶縁フィルムを形成する素材の例としては、ポリエステル、ポリアミドおよびポリイミドなどを挙げることができる。特に本発明では、ポリイミドからなるフィルムを用いることが好ましい。本発明で絶縁フィルム１１として使用可能なポリイミドには、一般にピロメリット酸２無水物と芳香族ジアミンとから合成される全芳香族ポリイミド、および、ビフェニルテトラカルボン酸２無水物と芳香族ジアミンとから合成されるビフェニル骨格を有する全芳香族ポリイミドがあるが、本発明ではいずれのポリイミドをも使用することができる。このようなポリイミドは、他の樹脂と比較して、卓越した耐熱性を有すると共に、耐薬品性にも優れている。
【００２０】
本発明で絶縁フィルム１１として好適に使用されるポリイミドフィルムの平均厚さは、通常は５〜１５０μｍ、好ましくは５〜１２５μｍ、特に好ましくは５〜１００μｍの範囲内にある。このような平均厚さのポリイミドフィルムを使用することができる。
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープを製造するに際しては、上記のような絶縁フィルム１１に、必要により、スプロケットホール２０、ハンダボール挿入用の貫通孔、デバイスホール、位置決めホール、電子部品に形成された電極とリードとを電気的に接続するためのスリットなど、形成しようとする電子部品実装用フィルムキャリアテープの種類に応じて必要な透孔を形成することができる。
【００２１】
このような絶縁フィルム１１の幅に特に制限はないが、形成される端子１５の一部に選択的に錫-ビスマス合金鍍金を施す場合には、絶縁フィルム１１の幅方向に1つのフィルムキャリアを形成する必要があり、このような場合には、絶縁フィルム１１としては、形成されるフィルムキャリアの幅に対応して、３５mm幅あるいは７０mm幅のポリイミドフィルムを使用することが好ましい。
【００２２】
このような絶縁フィルム１１の表面には配線パターン１３が形成されている。このような配線パターン１３は、例えば図２(a)に示すように、絶縁フィルム１１の表面に積層された導電性金属層１２を選択的にエッチングすることにより形成することができる。
ここで導電性金属層１２は、例えば接着剤層を介してアルミニウム箔あるいは銅箔などの導電性金属箔を貼着することもできるし、また、絶縁フィルム１１の表面にニッケル、クロムなどの金属をスパッタリングなどの方法で少量析出させ、これらの金属層の上に銅などの金属を無電解鍍金法、あるいは電解鍍金法などにより析出させて形成することもできる。
【００２３】
こうして形成される導電性金属層１２の厚さは、通常は１〜３５μm、好ましくは８〜３５μmの範囲内にある、
こうして絶縁フィルム１１の表面に導電性金属層１２が形成された積層体の導電性金属層１２表面に、図２（ｃ）に示すように、感光性樹脂１６を塗布し、この塗布された感光性樹脂１６に所望のパターンを露光現像して余剰の感光性樹脂を除去することにより、導電性金属層表面に硬化した感光性樹脂１６からなる所望のパターン１７aを形成する。
【００２４】
こうして形成された所望のパターン１７aをマスキング材として、導電性金属層１２を選択的にエッチングすることにより、図２（ｄ）に示すように、所望の配線パターン１３を形成することができる。
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープ１０に形成されている配線パターン１３は、後の工程で端子１５の一部に電気鍍金により錫-ビスマス合金鍍金層１９を形成することから、錫-ビスマス合金鍍金をしようとする配線パターン１３に鍍金用電流を供給するための電流供給配線２２と接続している。この電流供給配線２２は、通常は絶縁フィルム１１の両縁部に形成されているスプロケットホール２０の内側に、スプロケットホール２０に沿って絶縁フィルム１１の長手方向に連続して形成されている。
【００２５】
上記のような導電性金属層１２の選択的なエッチングにより形成された配線パターン１３の表面には、図２（e）に示すように、端子部分１５を残してソルダーレジスト層１７を形成する。このソルダーレジスト層１７は、電子部品に形成された電極と接続する内部接続端子１５aおよびこのフィルムキャリアを外部に接続する外部接続端子１５bとの間に形成される配線パターン１３を保護するように形成される。なお、電流供給配線２２にはソルダーレジスト層１７は形成されない。ここで使用されるソルダーレジスト塗布液は、通常は熱硬化性樹脂を有機溶媒に溶解もしくは分散させた高粘度のインクであり、通常はスクリーン印刷技術を利用して塗布される。また、ソルダーレジスト層１７は、上記のようなソルダーレジスト塗布液によらずに、熱融着性接着剤層が形成された耐熱性フィルムを所望の形状に賦形して貼着することにより形成することもできる。
【００２６】
上記のようにしてソルダーレジスト層１７を形成した後、図２(f)に示すように、ソルダーレジスト層１７から露出した配線パターン１３の表面に鍍金層を形成する。
本発明において、上記のようにして形成されたソルダーレジスト層１７から露出した配線パターン１３に錫-ビスマス合金鍍金層を形成するが、このような錫ビスマス合金鍍金層を形成するに先立って、露出した配線パターン１３全体に錫鍍金層１８を形成することが好ましい。この錫鍍金層１８は、電気鍍金法あるいは無電解鍍金法により形成することができるが、本発明では錫鍍金層１８を無電解鍍金法により形成することが好ましい。このようにして形成される錫鍍金層１８の厚さは、通常は０．１〜１μｍの範囲内にある。この錫鍍金層１８は、通常の錫鍍金条件で行うことができる。
【００２７】
上記のようにして錫鍍金層１８を形成した後、図2(g)および(h)に示すように、錫鍍金層１８の表面に錫-ビスマス合金鍍金層１９を形成する。
この錫-ビスマス合金鍍金層１９は、通常は内部接続端子１５aの表面には形成されずに、外部接続端子１５bの表面に形成される。このように部分的に錫-ビスマス合金鍍金層１９を形成するには、絶縁フィルム１１の幅方向の縁部から所定の領域にある配線パターンが錫-ビスマス合金鍍金液に浸漬するように、絶縁フィルム１１を起立させた状態で鍍金槽に導入して鍍金液に浸漬した部分だけを選択的に部分鍍金する。このような鍍金方法を液面制御による部分鍍金と記載する。
【００２８】
すなわち、液面制御による部分鍍金は、まず、図２(g)にCで示すように、錫-ビスマス合金鍍金層１９を形成しようとする外部接続端子１５ｂのある側の絶縁フィルム１１の端部を下にして絶縁フィルム１１を起立させて鍍金液中に浸漬して電流供給配線２２から電流を供給することにより、鍍金液に浸漬した部分にある外部接続端子１５ｂを鍍金し、次いで、この絶縁フィルム１１を逆にして図２（ｈ）にDで示される絶縁フィルム１１が鍍金液に浸漬するように絶縁フィルム１１を起立させて鍍金液に浸漬して電流供給配線２２から電流を供給することにより、鍍金液に浸漬した部分にある外部接続端子１５ｂを鍍金する。
【００２９】
上記のような液面制御による部分鍍金に適した装置を図４および図５に示す。図４は鍍金装置の一例を示す上面図であり、図５は一部切欠を有する平面図である。
図４および図５に示すように、この鍍金装置４０は鍍金液４１を充填する鍍金槽４２と、この鍍金槽４２にフィルムキャリアテープ１０を連続的に導入するスリット状導入口５０と、この導入されたフィルムキャリアテープ１０を導出するスリット状導出口５１と、該スリット状導出口から導出されたフィルムキャリアテープを水洗する水洗ノズル６１とを有する。
【００３０】
鍍金槽４２は、略矩形断面形状を有する箱型に形成されており、被鍍金体であるフィルムキャリアテープ１０の移動方向に横長に形成されている。
この鍍金槽４２のフィルムキャリアテープ１０の移動方向の上流側の側壁４３には、鍍金槽４２にフィルムキャリアテープ１０を連続的に導入するスリット状導入口５０が形成されている。また、この鍍金槽４２において、フィルムキャリアテープ１０の移動方向の下流側の側壁４４には、上記のようにして鍍金槽４２に導入されたフィルムキャリアテープ１０を鍍金槽４２から導出するスリット状導出口５１が形成されている。
【００３１】
このスリット状導入口５０およびスリット状導出口５１は、鍍金槽４２中に充填されている鍍金液４１の鍍金槽４２からの漏出を防止することができるものであり、フィルムキャリアテープ１０を鍍金液の漏出がなく鍍金槽４２から導出できるように、耐薬品性のよい弾性部材（図示なし）でフィルムキャリアテープ１０を挟持するように形成されている。また、フィルムキャリアテープ１０を鍍金槽４２に導入するスリット状導入口５０の上流部にはこのフィルムキャリアテープに鍍金用の電流供給配線２２に鍍金用の電流を供給する鍍金電力供給手段５３が形成されている。このような鍍金電力供給手段５３は、鍍金槽内に導入されるフィルムキャリアテープの電流供給配線２２と常に接触するものであることが好ましく、通常は導電性金属から形成されているローラーが使用される。このようなローラーすなわち鍍金電力供給手段５３は、電気鍍金に電力を供給するものであるが、鍍金電力供給手段５３がフィルムキャリアテープを搬送する既存の搬送手段を兼ねていてもよい。
【００３２】
鍍金槽４２のフィルムキャリアテープ１０の移動方向と略平行に形成された鍍金槽４２の壁面４５および４６（長手方向の壁面）の内壁面には、カソードとなるフィルムキャリアテープ１０と一定の距離を離間してアノード４７が配置されている。
ここでアノード４７は、電極として作用することは勿論、鍍金液中で消費される錫を補填して鍍金液中の錫濃度を一定に保持するとの作用もあり、ここでアノードとして作用する錫電極としては、比較的純度の高い金属錫が使用され、通常、このような錫電極における錫の含有率は、９９．５〜９９．９％の範囲内にある。
【００３３】
しかしながら、本発明で使用される鍍金液中にはビスマスが溶存しており、このような鍍金液中の含有されるビスマスは、酸性雰囲気下では、金属錫の表面にある錫と容易に置換するという性質を有している。したがって、上記のようにアノードとして錫電極だけを使用するとアノードの表面の金属錫がビスマスと置換して、錫-ビスマス合金鍍金液の組成が安定しないことがある。錫-ビスマス合金鍍金液中の錫は、この金属錫アノードから溶出する錫によって賄われるので、アノードとして金属錫電極５５aと、鍍金液４１に溶出しない電極（不溶性アノード）５５ｂを併用することが好ましい。このような不溶性アノード５５ｂは、金属錫電極５５aおよび不溶性アノード５５ｂの合計の面積において、１０〜３０％（面積割合）の範囲内にあることが好ましい。上記の金属錫電極５５aおよび不溶性アノード５５ｂは、鍍金槽４２の長手方向に、それぞれ独立して形成されていることが好ましい。このようなアノード５５と鍍金電力供給手段５３との間で電圧を印加できるようにされており、鍍金電力供給手段５３はフィルムキャリアテープ１０に形成された鍍金用の電流供給配線２２と電気的に接続していることから、フィルムキャリアテープ１０に形成された配線パターンをカソードとし、金属錫電極５５aおよび不溶性アノード５５ｂとをアノードとして、鍍金液と接触している配線パターンに錫-ビスマス合金鍍金層１９を形成することができる。なお、この鍍金装置には、鍍金液の量を一定に保持するためのオーバーフロー手段（図示なし）が形成されており、このオーバーフロー手段の高さを調整することにより、鍍金装置における鍍金液面の高さを調節することができる。
【００３４】
このように錫-ビスマス合金鍍金層１９を形成した後、このフィルムキャリアテープ１０はスリット状導出スリット５１から鍍金槽４２の外に導出され、通常は水洗装置６０に導入されて水洗されるが、この鍍金槽４２と水洗装置６０との間には、装置の配置上、一定の間隙が形成され、通常は、鍍金槽４２から水洗装置６０にフィルムキャリアテープ１０が導入されて洗浄されるまでに７秒以上、多くの場合十数秒の時間を要する。
【００３５】
ところが、鍍金槽４２から導出されたフィルムキャリアテープの表面には、錫-ビスマス合金鍍金液が付着しており、この付着している鍍金液中のビスマスによって、形成された錫-ビスマス合金鍍金層中の錫が置換されることから、錫-ビスマス合金鍍金層中におけるビスマス濃度は表面において高くなる傾向がある。具体的には錫-ビスマス合金鍍金層の表面における錫がビスマスで置換されることにより鍍金層の表面色が水洗装置６０に導入される前に変化する。
【００３６】
このようなビスマスによる錫の置換は、フィルムキャリアが鍍金槽４２から導出された後、５秒を超えると反応が進行し始めることがわかった。逆に謂うならば、鍍金槽４２を出たフィルムキャリアに付着する鍍金液を５秒以内に洗浄除去すると上記のようなビスマスの置換反応は実質的に進行しない。
【００３７】
そこで、本発明の鍍金装置には、フィルムキャリアテープ１０が鍍金槽４２のスリット状導出口５１から導出された後、水洗装置６０に到達前に、このフィルムキャリアテープ１０を洗浄することができるように、水洗ノズル６１が配置されている。この水洗ノズル６１は、少なくともフィルムキャリアテープ１０の配線パターンに付着している鍍金液を洗浄することができるように配置されていればよいが、スリット状導出口５１から起立した状態で導出されるフィルムキャリアテープ１０の設定によって配線パターンが形成される面が変わること、スプロケットホール、デバイスホールなど、このフィルムキャリアテープ１０には透孔が形成されており、裏面からの鍍金液の回り込みが考えられることからフィルムキャリアテープ１０の両面を水洗できるように少なくとも2個の水洗ノズルを配置することが好ましい。このような水洗ノズル６１は、鍍金槽４２のスリット状導出口５１から導出されるフィルムキャリアテープ１０を導出から５秒以内に洗浄できる位置に配置される。また、この水洗ノズル６１は、ノズルから噴出される水の方向がフィルムキャリアテープ１０の移動方向に沿うように配置されていることが好ましい。また、この水洗ノズル６１は、フィルムキャリアテープ１０における水の噴射位置および水の噴射角度を適宜設定することができるように、蛇腹状のフレキシブル管を用いてその先端にノズルを設置することが好ましい。この水洗ノズル６１からの水の供給量は通常は１０〜５００ml/秒、好ましくは３０〜３００ml/秒の範囲内、水圧は０．０５〜０．８kgf/cm2、好ましくは０．２〜０．５kgf/cm2の範囲内にするのがよい。このように水の供給量および水圧を設定することにより、配線パターン、特に接続端子の変形を防止しながら効率よくフィルムキャリアテープ１０の表面に付着した鍍金液を洗浄除去することができる。
【００３８】
さらに、本発明の鍍金装置４０には、上記水洗ノズル６１からフィルムキャリアテープ１０の噴射された水が周囲に飛散しないように、フィルムキャリアテープ１０と平行に両面にレシーバー６２を配置することが好ましい。このレシーバー６２は、水洗ノズル６１からフィルムキャリアテープ１０の移動方向に沿って洗浄水が噴射されることから、通常は少なくとも水洗ノズル６１の設置位置からフィルムキャリアテープ１０の移動方向下流側に配置されていればよく、また、本発明では、このレシーバー６２を鍍金装置４２と水洗装置６１とを連結するように配置することもできる。このようなレシーバー６２は、洗浄対象のフィルムキャリアテープ１０の幅と同等もしくはこれ以上の幅を有しており、フィルムキャリアテープ１０に衝突してフィルムキャリアテープ１０の表面に付着して存在する鍍金液を有効に洗浄除去することができると共に、フィルムキャリアテープ１０から跳ね返った洗浄水が周囲に飛散するのを有効に防止することができる。
【００３９】
なお、上記のようにして水洗ノズル６１から噴射された洗浄水はレシーバー６２の下部に配置された集水装置（図示なし）で集められて処理される。
上記のようにして水洗ノズル６１からの洗浄水を、鍍金槽から導出されたフィルムキャリアテープ１０に吹き付けて５秒以内に洗浄することにより、フィルムキャリアテープ１０の表面に付着している鍍金液（錫-ビスマス合金鍍金液）は瞬時にしてほぼ完全に洗い流されるために、接合端子などに形成された錫-ビスマス合金鍍金層１９の表面にある金属錫が付着した鍍金液中のビスマスによって置換されない。したがって、本発明の製造方法で得られた電子部品実装用フィルムキャリアテープの錫-ビスマス合金鍍金層の深さ方向におけるビスマス濃度が実質的に均一である。このため本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープにおいては、錫-ビスマス合金鍍金層を形成する錫-ビスマス合金の組成が一定しており、錫-ビスマス合金の融点に差が生ずることはなく、常に安定したボンディング特性を有するようになる。
【００４０】
このように本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープでは、錫-ビスマス合金鍍金層１９の組成が安定しており、この錫-ビスマス合金鍍金層１９の表面部部におけるビスマス含有率と、この層の深部におけるビスマス含有率が実質的に同一であるという特性を有しており、安定したボンディング特性を有する。このようにして形成される錫-ビスマス合金鍍金層の厚さは、通常は０．２〜２０μｍ、好ましくは２〜１５μｍの範囲内にある。
【００４１】
また、このような錫-ビスマス合金鍍金を行うに際しては、メッキ液中の錫およびビスマスの濃度は通常の錫-ビスマス合金鍍金と同様に設定することができ、好ましくは、ビスマス濃度は０．５〜５０重量％の範囲内、特に好ましくは１３〜２０重量％の範囲内に設定される。
このような錫-ビスマス合金鍍金層１９は、通常は、電子部品実装用フィルムキャリアテープの外部接続端子に選択的に形成される。すなわち、図３に示すように、内部接続端子は電子部品に形成された金バンプとの接合が主体になるため、このようなボンディングでは、電子部品に金で形成されたバンプ電極と内部接続端子に形成された錫鍍金とが、金-錫共晶物を形成することにより電子部品が内部接続端子と接続するために内部接続端子１５aの表面には錫鍍金層が形成されていればよい。しかしながら、外部接続端子１５ｂは、種々の配線と電子的に接続するために、一定の低温領域で溶融する金属の層を形成する必要がある。
【００４２】
このように外部接続端子１５ｂには、種々の配線と電気的に接合するために融点が一定した錫-ビスマス合金鍍金層が形成されていることが必要であり、錫-ビスマス合金鍍金層１９におけるビスマス含有率が一定している必要がある。したがって、形成された錫-ビスマス合金鍍金層１９の表面に付着した鍍金液中のビスマスが錫-ビスマス合金鍍金層１９中の錫と置換反応する前に、すなわち、フィルムキャリアが鍍金装置のスリット状導出口から導出された後、５秒以内にこのフィルムキャリアに付着している鍍金液を洗浄除去する。
【００４３】
このようにして表面に付着した鍍金液が洗浄除去されたフィルムキャリアテープ１０は、通常の方法に従って洗浄装置６０内に導入され、この洗浄装置６０内でさらに洗浄される。
なお、上記のようにして液面制御により絶縁フィルム１１の一方の縁部側に形成された外部接続端子１５ｂに錫-ビスマス合金鍍金層１９を形成した後、この絶縁フィルム１１の他方の縁部側に形成された外部接続端子１５ｂにも錫-ビスマス合金鍍金層１９を形成する場合には、水洗装置６０により洗浄されたフィルムキャリアテープの錫-ビスマス合金鍍金層１９を新たに形成しようとする絶縁フィルムの縁部が下方に位置するようにフィルムキャリアテープを逆転して起立させ、錫-ビスマス合金鍍金層１９を形成しようとする外部接続端子１９を鍍金液４１に浸漬させて同様に錫-ビスマス合金鍍金を行う。この場合にも同様に錫-ビスマス合金鍍金を行った後５秒以内にフィルムキャリアに付着して鍍金液を水洗ノズル６１から噴射する水により水洗除去する。
【００４４】
こうして形成されたフィルムキャリアには、絶縁フィルム１１の幅方向の両縁部にあるスプロケットホール脇に形成された外部接続端子１５ｂの表面に錫-ビスマス合金鍍金層１９が形成されており、中心部分に形成された内部接続端子１５aの表面には錫鍍金層が形成されている。
しかも、外部接続端子１５ｂの表面に形成されている錫-ビスマス合金鍍金層１９について厚さ方向にビスマス含有率を測定すると、この錫-ビスマス合金鍍金層１９の表面におけるビスマス含有率と、この層の深部におけるビスマス含有率とが実質的に同一であり、ビスマスの偏在は実質的に認められない。したがって、この錫-ビスマス合金鍍金層１９は表面から深部にいたるまで融点の著しい変動は認められない。
【００４５】
上記のように本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープは、端子の表面に形成された錫-ビスマス合金鍍金層１９中におけるビスマス含有率が実質的に変動しないようにこの錫-ビスマス合金鍍金層を形成しているのであるが、金属あるいは合金が積層されている場合、各層に金属の自然拡散することがあり、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープにおいては、このような自然発生的に生ずる金属の自然拡散による含有率の変動は考慮しないものとする。
【００４６】
なお、本発明の鍍金装置に関して、液面制御をしながら起立したフィルムキャリアテープの幅方向の端部近傍にある接続端子を部分的に錫-ビスマス合金鍍金する場合を例にして説明したが、本発明の鍍金装置は、起立したフィルムキャリアテープを部分的に鍍金する場合に限らず、液面制御を行わずに全面に鍍金する場合に使用できることは勿論である。また、スリット状導入口およびスリット状導出口を鍍金液面に対してスリットが平行になるように開口することもできる。さらに、上述の本発明の鍍金装置の説明に際しては、錫-ビスマス合金鍍金液を充填した態様を例にして説明したが、この鍍金装置に充填される鍍金液はこれに限定されるものではなく、この鍍金装置に充填される鍍金液は、ニッケル鍍金液、金メッキ液、パラジウム鍍金液、錫鍍金液、錫鉛鍍金液など、通常使用されている電解・無電解鍍金液のいずれの鍍金液であってもよい。このような鍍金液を用いた場合であっても、鍍金槽から導出された被鍍金体からはできるだけ早期に付着している鍍金液を洗浄除去することが好ましいからである。
【００４７】
なお、本発明の電子部品の製造方法において使用される錫-ビスマス合金鍍金液としては、通常のものを用いることができ、例えばSn-Biメッキをする場合には、硫酸酸性水溶液中における錫濃度が５０〜６０ｇ／リットル（金属換算）、ビスマス濃度が２０〜４０ｇ／リットル（金属換算）の範囲内にある鍍金液を使用することができる。また、この錫-ビスマス合金鍍金液中には界面活性剤、メタノールなどが配合されていてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造方法においては、錫-ビスマス
合金鍍金層を形成した後、５秒以内にフィルムキャリアに付着している鍍金液を水洗除去した後、このフィルムキャリアテープをフィルムキャリアテープの水洗工程に付しているので、形成された錫-ビスマス合金鍍金層の表面における金属錫がビスマスによって置換されることがない。したがって、本発明の製造方法で製造される電子部品実装用フィルムキャリアテープでは、錫-ビスマス合金鍍金層におけるビスマス含有率が、この層の深さ方向において変動することがなく、錫-ビスマス合金鍍金層が安定した特性を示す。
【００４９】
さらに、本発明の製造方法で製造された電子部品実装用フィルムキャリアテープは、錫-ビスマス合金鍍金層により鍍金処理されたフィルムキャリアテープを水洗工程に送り込む前にフィルムキャリアテープに付着している鍍金液を、鍍金装置から導出された後６秒以内、好ましくは５秒以内に流水で水洗した後、水洗装置に導入することにより製造することができる。
【００５０】
また、このような電子部品実装用フィルムキャリアテープを製造の際に使用される鍍金装置には、鍍金槽を導出されたフィルムキャリアテープを流水で洗浄する水洗ノズルを有しており、この水洗ノズルからの流水によってフィルムキャリアテープに付着した鍍金液を、この鍍金液中のビスマスによる錫との置換反応が進行する前に水洗除去するための水洗ノズルが形成されている。この鍍金装置を用いることにより、鍍金槽から導出されたフィルムキャリアテープに付着している鍍金液を短時間で除去することが可能になり、付着鍍金液の鍍金層などに及ぼす影響を低減することができる。
【００５１】
このため本発明では、均一性が高く、安定したボンディング特性を有するフィルムキャリアを製造することができる。
【００５２】
【実施例】
次に本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造方法ならびに鍍金装置について具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
【００５３】
【実施例１】
平均厚さ５０μｍ、幅４８ｍｍ、長さ１２０ｍの長尺のポリイミドフィルム（宇部興産（株）製、商品名：ユーピレックスS）の幅方向の両縁部近傍に多数のスプロケットホールを打ち抜き形成した。
次いで図２(a)に示すように、ポリイミドフィルムに平均厚さ２５μｍの電解銅箔を貼着し、図2(b)に示すように、電解銅箔の表面に感光性樹脂を塗布し、露光現像することにより現像された感光性樹脂からなるパターンを形成した（図２(c)参照）。
【００５４】
こうして形成されたパターンをマスキング材として、電解銅箔をエッチングすることにより、図２(d)に示すような銅からなる配線パターンを形成した。なお、マスキング材とした現像された感光性樹脂はアルカリ洗浄することにより除去した。
上記のようにして配線パターンを形成した後、図２(e)に示すように、内部接続端子、外部接続端子が露出するようにソルダーレジスト塗布液を塗布し、乾燥・硬化させた。
【００５５】
上記のようにしてソルダーレジスト層を形成したテープをリールから錫鍍金槽に送り出し、フィルムキャリアの端子部分に、常法に従って、無電解鍍金法により平均厚さ０．４３μｍの錫鍍金層を形成した。こうして錫鍍金層が形成され錫鍍金槽から導出されたフィルムキャリアテープを、水洗し、さらに乾燥した後、上記と同様にエンボススペーサーテープを介してリールに巻き取った。
【００５６】
上記のようにしてエンボススペーサーテープと共にフィルムキャリアテープを巻回するリールを巻き出しリールとして、この巻き出しリールからフィルムキャリアテープを、図４に示す鍍金装置のスリット状導入口から鍍金槽内に導入した。このスリット状導入口は、鍍金液面に対して垂直にフィルムキャリアテープを導入できるように形成されている。また、この鍍金槽内には鍍金液の深さを調整するオーバーフロー手段が設けられており、この鍍金槽における鍍金液の量を、図２(g)に示すように、左端部を上にして起立して導入されたフィルムキャリアテープの右端部から破線Cまでが浸漬する深さになるように調整されている。
【００５７】
また、この鍍金槽には、純度９９．９％の錫からなる錫電極と、鍍金液に不溶性電極としてチタン電極が配置されており、鍍金液に浸漬している部分のアノード全面積（１００％）に対する、錫電極の面積比率は７０％であり、チタン電極の面積比率は３０％である。
また、ここで使用されている錫-ビスマス合金鍍金液の基本組成は、Sn-16%Bi合金メッキをすることを目的に、次の通りである。
【００５８】
錫濃度（金属換算）・・・・・・・・・５５ｇ／リットル
ビスマス濃度（金属換算）・・・３６ｇ／リットル
鍍金槽のスリット状導入口から導入されるフィルムキャリアテープと上記アノードとの間に電圧を印加するためにスリット状導入口の外側に設けられた鍍金電力供給手段からフィルムキャリアテープに形成されている電流供給配線に鍍金用の電力を供給し、鍍金液に浸漬している外部端子の表面に平均厚さ６μｍの錫-ビスマス合金鍍金層を形成した。
【００５９】
上記のようにして液面制御により錫-ビスマス合金鍍金層を形成した後、スリット状導出口から導き出されたフィルムキャリアテープを１秒後に2個の水洗ノズルからの水で洗浄した。なお、この水洗ノズル近傍には、2個の水洗ノズルからの水が飛び散らないようにアクリル樹脂板からなるレシーバーがフィルムキャリアテープに沿って配置されている。
【００６０】
上記のような2個の水洗ノズルから供給される水の供給量は１２０ml/秒であり、水圧は０．３kgf/cm2である。
上記のように水洗ノズルからの水を用いてフィルムキャリアテープを洗浄した後、このフィルムキャリアテープを水洗装置に導入して洗浄し、さらに乾燥させた後、エンボススペーサーテープを介して巻き取りリールに巻回した。
【００６１】
なお、錫-ビスマス合金鍍金装置のスリット状導出口から出たフィルムキャリアが水洗装置に入って洗浄されるまでに１０秒間を要する。
上記のようにして巻き取りリールに巻回されたフィルムキャリアを上記の錫-ビスマス合金鍍金装置に装着し、図２(h)に示すように、この巻き出しリールからフィルムキャリアテープを、図４に示す鍍金装置のスリット状導入口から鍍金槽内に導入し、図２(ｈ)に示すように、右端部を上にして起立して導入されたフィルムキャリアテープの左端部から破線Dまでが浸漬するように導入して上記と同様の条件で錫-ビスマス合金鍍金を行い、浸漬している部分の配線パターンの表面に平均厚さ６μｍの錫-ビスマス合金鍍金層を形成した。
【００６２】
この錫-ビスマス合金鍍金装置のスリット状導出口から出たフィルムキャリアを2個の水洗ノズルを用いて１秒後に水洗し、次いで同様にして水洗装置に導入し、水洗、乾燥を行った後、このフィルムキャリアテープをエンボススペーサーテープと共にリールに巻き取った。
上記のようなフィルムキャリアテープの製造工程において錫-ビスマス合金鍍金をした直後の端子の表面の色を水洗装置で水洗後、乾燥させたフィルムキャリアテープにおける端子の表面の色と比較したが、両者に差は認められなかった。
【００６３】
【比較例１】
実施例１において、錫-ビスマス合金鍍金装置のスリット状導出口から出たフィルムキャリアを水洗ノズルからの水を用いた洗浄をせずにそのまま水洗装置に導入した以外は同様にしてフィルムキャリアテープを製造した。この際、錫-ビスマス合金鍍金装置のスリット状導出口から出たフィルムキャリアは、８秒間錫-ビスマス合金鍍金液を付着された状態で水洗装置まで移動した。
【００６４】
この鍍金装置から水洗装置に到達するまでの間に錫-ビスマス合金鍍金層は次第に黒ずんでゆくのが確認された。
【００６５】
【実施例２〜５および比較例２〜４】
実施例１において、錫-ビスマス合金鍍金装置のスリット状導出口から出たフィルムキャリアを水洗ノズルからの水で洗浄するまでの時間を２秒（実施例２）、３秒（実施例３）、４秒（実施例４）、５秒（実施例５）、６秒（比較例２）、７秒（比較例３）、８秒（比較例４）に変えた以外は同様にして水洗し、このフィルムキャリアテープを水洗装置に導入してフィルムキャリアテープを製造した。
【００６６】
実施例２〜３では鍍金装置から水洗装置に到達するまでの間に錫-ビスマス合金鍍金層の表面の色は変化しなかったが、実施例５では、錫-ビスマス合金鍍金層の表面の一部が極わずかに変色したように感じられる部分が存在した。また、比較例２では、部分的に錫-ビスマス合金鍍金がわずかに変色した。
ところが、比較例３および比較例４においては、水洗ノズルから水を噴射して水洗する前に、錫-ビスマス合金鍍金層の表面が黒ずむことが確認され、水洗装置内洗浄しても錫-ビスマス合金鍍金層の表面の黒ずみは消えることはなかった。
【００６７】
次に、上記のようにして形成された端子部分の錫-ビスマス合金鍍金層について実施例２〜４では表面と深部とでビスマス含有率に実質的な相違はなかった。
これに対して、比較例３および４の端子の表面についてビスマス含有率を測定したところ、表面のビスマス含有率が高く、表面の黒ずみの発生と対応するものであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープの一例を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造工程の例を、図１におけるＡ−Ａ断面により説明する断面図である。
【図３】図３は、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープの端子部分の例を拡大して示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の電子部品実装用フィルムキャリアテープを製造するのに使用する鍍金装置の例を示す図である。
【図５】図５は、図4に示す鍍金装置の一部切欠を有する平面図である。
【符号の説明】
１０・・・電子部品実装用フィルムキャリアテープ
１１・・・絶縁フィルム
１２・・・導電性金属層
１３・・・配線パターン
１５・・・端子
１５a・・・内部接続端子
１５b・・・外部接続端子
１６・・・感光性樹脂
１７・・・ソルダーレジスト層
１７a・・・パターン
１８・・・錫鍍金層
１９・・・錫-ビスマス合金層
２０・・・スプロケットホール
２２・・・電流供給配線
４０・・・鍍金装置
４１・・・鍍金液
４２・・・鍍金槽
４３・・・側壁（上流側）
４４・・・側壁（下流側）
４５、４６・・・長手方向の側面
４７・・・アノード
５５a・・・金属錫電極
５５b・・・不溶性アノード
５０・・・スリット状導入口
５１・・・スリット状導出口
５３・・・鍍金電力供給手段
６０・・・水洗装置
６１・・・水洗ノズル
６２・・・レシーバー

Claims (5)

  1. 絶縁フィルム上に形成された配線パターンの少なくとも一部に錫-ビスマス合金鍍金を施す工程を有する電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造方法において、
    該配線パターンの少なくとも一部に錫-ビスマス合金鍍金を施した後、５秒以内に該錫-ビスマス合金鍍金部分をフィルムキャリアテープの移動方向に沿ってノズルから噴出する、１０〜５００ ml/ 秒の範囲内の量で、圧力０．０５〜０．８ kgf ／ cm 2 の水により水洗して該錫 - ビスマス合金鍍金層の厚さ方向におけるビスマス含有率を実質的に均一に形成することを特徴とする電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造方法。
  2. 上記フィルムキャリアの一部と錫-ビスマス合金鍍金液とを接触させて、該フィルムキャリアに形成された配線パターンの一部に錫-ビスマス合金鍍金を施すことを特徴とする請求項第１項記載の電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造方法。
  3. 鍍金槽と、該鍍金槽にフィルムキャリアテープを連続的に導入するスリット状導入口と、該導入されたフィルムキャリアテープを導出するスリット状導出口と、該スリット状導出口から導出されたフィルムキャリアテープを水洗する水洗ノズルとを有しており、該水洗ノズルは、フィルムキャリアテープの移動方向に沿ってノズルから噴出する、１０〜５００ ml/ 秒の範囲内の量で、圧力０．０５〜０．８ kgf ／ cm 2 の水で、該スリット状導出口から導出されたフィルムキャリアテープを５秒以内に水洗可能に形成されていることを特徴とする電子部品実装用フィルムキャリアテープの鍍金装置。
  4. 上記水洗ノズルが、鍍金槽と水洗槽との間に設けられていることを特徴とする請求項第３項記載の電子部品実装用フィルムキャリアテープの鍍金装置。
  5. 上記水洗ノズルが少なくとも2個形成されており、それぞれの水洗ノズルがフレキシブル管を有することを特徴とする請求項第３項記載の電子部品実装用フィルムキャリアテープの鍍金装置。
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