JP4076324B2 - 電子部品実装用接着剤層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 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装用接着剤層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、特に、例えばCSP(Chip Size Package)、BGA(Ball Grid Array)、μ-BGA(μ-Ball Grid Array)などのように搭載される電子部品とほぼ同等のサイズである電子部品実装用接着剤層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関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のエレクトロニクス産業の発達により、電子機器の小型軽量化、高機能化、高信頼性化、低価格化などが要望されている。これに伴い、電子部品をより高い密度で実装し、電子部品の実装の信頼性を向上させるために、実装される電子部品の占める面積と略同等の面積部分に多数の電子部品側接続端子を形成し、及び多数の外部接続端子が配置されるように外部端子接続部を形成したCSP、BGA、μ-BGAなどの使用頻度が高くなってきている。
【０００３】
このCSP、BGAなどの電子部品実装用フィルムキャリアテープは概ね次のように製造される。まず、ポリイミド等の可撓性絶縁フィルムの一方の面に接着剤層が形成されているベースフィルムに、スプロケットホール、位置決め用孔などの必要な孔をパンチングにより穿設し、その後、接着剤層の表面に銅箔等の導電性金属箔を積層する。次に、導電性金属箔表面にフォトレジストを塗布し、露光及び現像して所望の露光パターンを形成し、この露光パターンをマスキング材として導電性金属箔をエッチングして所望の配線パターンを形成する。残存フォトレジストを除去した後、接続端子となる部分を残して配線パターンの表面にソルダーレジスト層を形成する。
【０００４】
このような電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造工程のうち、エッチング工程、メッキ工程などでは、絶縁フィルムと水とが接触する。このような湿式工程を経て、ポリイミドのような絶縁フィルムは通常は1．5重量％程度の水を含有する。このようにして絶縁フィルムに侵入した水の一部は、後の工程で蒸散するが、絶縁フィルム中の水分が完全に蒸散することはなく、絶縁フィルムが依然として少量の水分を含有している。こうした少量の水分は、通常の場合外部の湿度と平衡に達するまで徐々に放出され一度に放出されることはないが、例えばこの電子部品実装用フィルムキャリアテープを100℃以上の温度に急速に加熱した場合、この絶縁フィルム中に含有されている水分が急激に蒸発して絶縁フィルム外に放出されることがある。
【０００５】
CSP、BGAの製造工程では、電子部品用フィルムキャリアテープに電子部品を仮接着するための接着剤層を塗設し、次いでワイヤーボンディング、ビームリードボンディングなどにより電子部品を実装した後、外部接続端子となる半田ボールを外部端子接続部に溶着する工程を有する。
この半田ボールの溶着工程では電子部品が実装されたフィルムキャリアテープの外部端子接続部に半田ボールを載置し、赤外線を照射してこのフィルムキャリアを一気に200℃以上の温度に加熱して半田ボールを外部端子接続部に溶着する赤外線リフロー方式が作用されている。
【０００６】
このように赤外線リフロー方式により外部端子となる半田ボールは良好に溶着されるが、それと同時に絶縁フィルムも200℃以上の温度に急激に加熱されるため、この絶縁フィルム中に含有されていた水分が一気に気化して外部に放出される。
ところが、この絶縁フィルムの表面には既に配線パターンが形成され、ソルダーレジスト層が塗設され、電子部品を仮接着するための接着剤層が塗設され、さらにはこの電子部品が仮接着されてボンディングされており、赤外線リフローにより加熱されて気化した水分が外部に放出される部分がほとんど存在しない状態になっている。このため赤外線リフローにより加熱されて気化した水分は、絶縁フィルムと、この表面に形成されている配線パターン、ソルダーレジスト、接着剤層などとの間に侵入して、絶縁フィルムの表面に形成されている上記のような積層物との間に気泡を形成することがある。このような気泡の形成によって、絶縁フィルムから、この上に積層されている積層物を剥離することになり、配線パターンの断線など、電子部品が実装されたフィルムキャリアに不具合を招来するという問題がある。
【０００７】
このような問題は、CSP、BGAのように、電子部品を実装後に赤外線リフロー方式などによって急速に加熱する工程を有する電子部品実装用フィルムキャリアテープに固有の問題である。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は、CSP、BGAなどのように、絶縁フィルムの表面に配線パターン、ソルダーレジスト層、接着剤層などが形成され、その表面が密に被覆された状態で急速高温加熱する工程を有する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、上記急速高温加熱によって発泡などの不具合が生じにくく、電子部品の実装信頼性の高い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を提供することを目的としている。
【０００９】
【発明の概要】
本発明の電子部品実装用接着剤層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は、可撓性絶縁フィルムの一方の面に実装される電子部品の占める面積と略同等の面積に配線パターンを形成すると共に該配線パターンの一方の端部を導電性金属ボールを溶着して外部端子を形成するための外部端子接続部とし、且つ該配線パターンの他方の端部を電子部品を実装するための電子部品側接続端子とした後、実装される電子部品を仮接着する接着剤層を形成する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、
上記配線パターンの一方の端部を、導電性金属ボールを配置するための外部端子接続部とし、該配線パターンの他方の端部を、電子部品を実装するための電子部品側接続端子とした後、電子部品を仮接着する接着剤層を形成する前に、該電子部品実装用フィルムキャリアテープをフラットスペーサーと共に巻き取りリールに巻回して加熱下に保持することを特徴としている。
【００１０】
ここで使用される可撓性絶縁フィルムとしてはポリイミドフィルムが好ましく、また、上記工程における加熱条件は100℃以上の温度に１時間以上保持することが好適である。
このように電子部品を仮接着する接着剤層を形成する前に、該電子部品実装用フィルムキャリアテープを加熱下に保持することにより、絶縁フィルム中に残存している水分が徐々に蒸発して電子部品実装用フィルムキャリアテープの外部に徐々に放出されるので、絶縁フィルムとこの絶縁フィルムの表面に形成された積層物との間に発泡などが生ずることはない。
【００１１】
【発明の具体的な説明】
次に本発明の電子部品実装用接着剤層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ついて具体的に説明する。
図１は、本発明で採用可能な工程の例を示す工程図であり、また、図２は、上記工程例に基づいて製造される電子部品実装用フィルムキャリアテープの各工程における電子部品実装用フィルムキャリアテープの断面の例を模式的に示す断面図である。
【００１２】
本発明の方法により製造される電子部品実装用フィルムキャリアテープは、概略、図２(e)に示すように、可撓性絶縁フィルム１０と、この可撓性絶縁フィルム１０の一方の面に積層された導電性金属箔から形成された配線パターン２２とを有し、配線パターンの表面には電子部品などと接続される端子部分を残してソルダーレジスト２４が塗設されている。
【００１３】
本発明で使用される可撓性絶縁フィルム１０は可撓性を有する絶縁性の樹脂フィルムからなる。この可撓性絶縁フィルム１０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。この可撓性絶縁フィルム１０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。
【００１４】
可撓性絶縁フィルム１０を構成するポリイミドフィルムの例としては、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、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を挙げることができる。特に本発明ではビフェニル骨格を有する全芳香族ポリイミド（例；商品名：ユーピレックスS、宇部興産（株）製）が好ましく使用される。本発明で使用可能な可撓性絶縁フィルム１０の厚さは、通常は25〜125μm、好ましくは25〜75μmの範囲内にある。このようなポリイミドフィルムは一般に0．01〜3．00重量％程度の飽和吸水率を有している。
【００１５】
本発明の方法では、上記のような可撓性絶縁フィルム１０に、スプロケットホール１４、位置決め用孔などの必要な孔（図示なし）、外部端子接続用の貫通孔１６などの必要な貫通孔を穿設する。これらの貫通孔は通常はパンチングにより形成することができる。
上記のようにして必要な貫通孔を穿設した後、この可撓性絶縁フィルムの少なくとも一方の面に導電性金属箔１８を積層する。
【００１６】
本発明で使用される導電性金属箔１８は、導電性を有し、厚さが通常は3〜75μm、好ましくは7〜35μmの範囲内にある金属箔である。本発明で使用される導電性金属箔としては、例えば銅箔およびアルミニウム箔などを挙げることができる。特に本発明では、銅箔を使用することが好ましい。ここで使用される銅箔には電解銅箔と圧延銅箔とがあるが、エッチング特性、操作性などを考慮すると、電解銅箔を使用することが好ましい。
【００１７】
また、上記のような厚さの導電性金属箔１８を直接可撓性絶縁フィルム１０に積層する代わりに、非常に薄い金属箔（例えば厚さ6μm未満）を可撓性絶縁フィルム１０に積層し、この積層された極薄金属箔表面に、例えば蒸着法あるいはメッキ法等により金属を析出させて導電性金属層を形成することもできる。さらに、上記蒸着法あるいはメッキ法などにより導電性金属層を形成する場合に、可撓性絶縁フィルム１０の表面に直接金属を析出させて所望の厚さの導電性金属層（金属メッキ層、金属蒸着層など）を形成してもよい。
【００１８】
導電性金属箔１８を可撓性絶縁フィルム１０に積層する場合は、接着剤１２を用いて積層することもできるし、接着剤を用いないで積層することもできる。接着剤を用いる場合、使用する接着剤の例としては、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤およびフェノール系接着剤を挙げることができる。このような接着剤は、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂などで変性されていてもよく、またエポキシ樹脂自体がゴム変性されていてもよい。このような接着剤で形成される接着剤層１２の厚さは、通常は8〜23μm、好ましくは10〜21μmの範囲内にある。
【００１９】
次いで、こうして積層された導電性金属箔１８の表面にフォトレジストを塗布し、所定のパターンを露光して焼きつけし、水性媒体に可溶な部分と不溶な部分とに分け、可溶な部分を水性媒体などで溶出して不溶性フォトレジストからなるマスキング材２０を導電性金属箔の表面に形成する。なお、不溶性フォトレジストからなるマスキング材は、露光することにより硬化するフォトレジストを用いて形成することもでき、あるいは露光することにより水性媒体などの特定の媒体に溶解可能となるフォトレジストを用いて露光した後、溶媒により可溶化された部分のフォトレジストを除去することによって形成することもできる。
【００２０】
こうして所望のパターンに露光・現像されたフォトレジストをマスキング材として使用して導電性金属箔１８を、エッチング液と接触させる。このエッチング工程により、マスキングされていない部分の導電性金属箔は溶出し、マスキングされている部分は溶出せずに可撓性絶縁フィルム１０上に残存して配線パターン２２を形成する。形成された配線パターン２２において、電子部品と接続する部分（電子部品側接続端子）３０の各ピッチは、通常は15〜300μm、好ましくは30〜100μmである。なお、エッチング後のマスキング材（不溶性フォトレジスト）２０は、例えばアルカリ洗浄液で洗浄することにより除去することができる。
【００２１】
上記配線パターンを形成する工程は、フォトレジストを水性媒体で除去し、エッチングおよびその後に水洗する湿式工程を含んでいるので、この工程を経ることにより、0．01〜3．00重量％程度の飽和吸水率を有するポリイミドフィルムは吸湿して、通常は0．01〜1．5重量％含水することになる。
配線パターン２２を形成した後は、この配線パターン２２の表面に電子部品側接続端子３０など、後の工程でメッキ処理する部分を残して、露出している配線パターン２２を保護するためにスクリーン印刷技術を利用してソルダーレジスト２４を塗布することができる。なお、図４に示すような電子部品の実装面がこのソルダーレジスト塗布面とは反対の面の場合は、外部端子接続部４０も残してソルダーレジストを塗布する。また、図２(g)および図３に示すように、電子部品側接続端子を形成した面に積層するように電子部品を実装する方法では、ソルダーレジストを塗布せず、電子部品実装用接着剤をもってソルダーレジストを代用することも可能である。
【００２２】
本発明で使用されるソルダーレジスト塗布液は、硬化性樹脂が有機溶媒に溶解若しくは分散された比較的高粘度の塗布液である。上記硬化性樹脂の例としては、エポキシ系樹脂、エポキシ系樹脂のエラストマー変性物、ウレタン樹脂、ウレタン樹脂のエラストマー変性物、ポリイミド樹脂、ポリイミド樹脂のエラストマー変性物及びアクリル樹脂を挙げることができる。特にエラストマー変性物を用いることが好ましい。このようなソルダーレジスト塗布液中には、上記のような樹脂成分の他に、硬化促進剤、充填剤、添加剤、チキソ剤および溶剤等、通常ソルダーレジスト塗布液に添加される物質を添加することができる。さらに、ソルダーレジスト層の可撓性等の特性を向上させるために、ゴム微粒子のような弾性を有する微粒子などを配合することも可能である。
【００２３】
このようなソルダーレジスト液の塗布平均厚さは、硬化後の厚さ換算で、通常は、1〜80μm、好ましくは5〜50μmの範囲内にある。ソルダーレジスト液を塗布した後、溶剤を除去して、樹脂を硬化させることによりソルダーレジスト層２４を形成する。ソルダーレジスト層２４を形成する樹脂は、通常は加熱することにより硬化する。通常は、90〜180℃、好ましくは100〜150℃の範囲内で、またこの範囲内に通常10分〜2時間保持することで樹脂が硬化する。
【００２４】
上記加熱工程を経ることにより、配線パターン形成工程までに吸湿した水分は蒸散され、ポリイミドフィルムの含水率は、通常は0．01〜1．0重量％となる。
こうしてソルダーレジスト層２４を形成した後、このソルダーレジスト層２４によって被覆されていない配線パターンの表面をメッキ処理する。
このようなメッキ処理方法としては、スズメッキ処理、ハンダメッキ処理、金メッキ処理、ニッケル下地金メッキ処理などがある。本発明では、これらの処理を単独であるいは組み合わせて採用することができる。形成されるメッキ層の厚さは、0．1〜10μmの範囲内にあることが好ましい。
【００２５】
上記メッキ処理工程では、主に電解溶液中をメッキ処理するものを移動させているので、これにより、ポリイミドフィルムは再び吸湿する。このとき、ポリイミドフィルムの含水率は、通常は0．01〜1．5重量％である。
本発明ではこうして製造されたフィルムキャリアテープをフラットスペーサーとともに巻取りリールに巻回して、巻回状態のまま加熱条件下で所定時間保持する。
【００２６】
フラットスペーサーは凹凸のないスペーサーであり、これと一緒に電子部品実装用フィルムキャリアテープを巻回することにより、巻回によるフィルムキャリアテープ同士の接触を防止し、配線パターンなどの破断を防止することができる。また、フラットスペーサーを用いると、電子部品実装用フィルムキャリアテープは間隙を形成せずに巻回するので、全体にわたって変形の少ない、より平坦な電子部品実装用接着剤層を有する電子部品実装用フィルムキャリアテープを得ることができる。なお、間隙を形成せずに巻回するが、温度条件と加熱時間とを調整することで充分に水分を除去できる。
【００２８】
これらのスペーサーは、通常は樹脂フィルムなどから形成され、例えば、ポリエチレンテレフタレート（PET）およびポリエチレンナフタレート（PEN）等のポリエステル；ポリエチレン、ポリプロピレンおよびLLDPE等のポリオレフィン；ポリアミド、ポリイミド、フッ素樹脂（テフロン（Ｒ））含浸ガラスクロス及び紙などを挙げることができる。スペーサーの厚さは、通常は50μm以上であり、好ましくは50〜200μm、特に好ましくは75〜150μmの範囲内にある。また、巻回されるフィルムキャリアテープの幅と同等あるいはこのテープ幅に対して±4mmのテープ幅を有する樹脂フィルムが好ましく使用される。なお、巻取りリールに巻回する場合、配線パターンが形成された面を内側にして巻回することもできるし、外側にして巻回することもできる。
【００２９】
こうして巻回された電子部品実装用フィルムキャリアテープを加熱下に保持して、可撓性絶縁フィルム中に含有される水分を温和な条件で放出させる。このときの加熱温度は、水の沸点よりも高く設定することが好ましく、常圧では通常は100℃以上、好ましくは100〜150℃である。上記のような加熱温度条件における加熱時間は通常は1時間以上、好ましくは1〜3時間である。このような加熱条件下で、所定時間保持することにより、可撓性絶縁フィルムであるポリイミドフィルム中の水分が徐々に蒸散する。
【００３０】
こうして電子部品実装用フィルムキャリアテープを加熱下に保持した後の可撓性絶縁フィルムの含水率は、通常は0．01〜1．0重量％、好適には0．01〜0．5重量％程度まで低下する。このようにして加熱下に保持した後は、この電子部品実装用フィルムキャリアテープが水と接触する湿式工程を経ることはないので、上記可撓性絶縁フィルムが急激に吸水することはない。ただし、上記加熱下に保持する工程を経た電子部品実装用フィルムキャリアテープにおける可撓性絶縁フィルムの含水率は、非常に低いレベルにあるので、この工程を経た電子部品実装用フィルムキャリアテープは、次の工程で使用されるまでの間、水分不透過性の保存容器に密封状態で保持することが好ましい。
【００３１】
上記のような加熱工程は、種々の装置を用いて行うことができるが、通常は、温度設定可能なオーブンが用いられる。また、このオーブンには、送風装置などが配置されていてもよく、さらにこのオーブン内の圧力を制御する手段が配置されていてもよい。
上記加熱工程を経た後、電子部品実装用接着剤を塗布する。この接着剤は、電子部品実装用フィルムキャリアテープに実装される電子部品をフィルムキャリアテープに仮固定するものである。
【００３２】
本発明で使用される電子部品実装用接着剤としては、通常は熱硬化性接着剤が使用される。このような熱硬化性接着剤の例としては、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリイミド系接着剤およびシリコーン系接着剤を挙げることができる。この接着剤層２６は乾燥平均厚さ換算で通常は10〜200μm、好ましくは50〜150μmの範囲内の厚さを有している。
【００３３】
こうして電子部品実装用接着剤層を塗設した後、電子部品をこの電子部品実装用接着剤層２６を介して電子部品実装用フィルムキャリアテープに仮固定し、電子部品に形成されたAl電極３４と電子部品実装用フィルムキャリアテープの電子部品側接続端子３０とを電気的に接続する。Al電極と電子部品側接続端子との接続方法としては、図２（ｇ）に示すような金線等のワイヤー３６を用いたボンディング方法のほか、図３に示すように、ベースフィルム製造の段階でいわゆるビームリードボンディングを可能とするためのスリットA４２も穿孔することにより、そのスリットA４２を跨ぐように形成された配線パターンを切断しつつ、その切断された配線パターンが電子部品側接続端子３０となってAl電極と直接接続する方法などがある。また、図４に示すように、ソルダーレジストを塗布した面とは反対の面に電子部品を実装する場合は、Al電極３４が電子部品実装用フィルムキャリアテープに形成された電子部品側接続端子３０と接合可能に露出するスリット部分B４６からAl電極が露出するように電子部品を配置して、スリットBの縁部に形成された電子部品側接続端子３０とスリットB４６内に露出しているAl電極３４とをワイヤー３６等により接続する方法がある。
【００３４】
こうして電子部品を電子部品実装用フィルムキャリアテープに搭載した後、外部接続端子となる導電性金属ボール３８を外部端子接続孔１６に配置し、外部端子を形成する。ここで使用される導電性金属ボール３８は通常はハンダボールであり、鉛とスズの合金であるが、これと同等の導電性金属ボールを使用することもできる。例えば、鉛の代わりにBiを配合したBi-Sn合金である鉛フリーハンダボールなどがある。ハンダボール３８と外部接続端子部４０との接続には、まず外部端子接続孔１６に少量のフラックスを充填して、次にハンダボール３８を挿入する。こうして半田ボールを挿入した後、このフィルムキャリアテープを装置内を移動させながら連続的に赤外線を照射してハンダボールを溶融させて電子部品実装用フィルムキャリアテープに形成されている外部端子接続部に溶着させる。ハンダボール３８の溶融温度は、通常は、180〜240℃であるので、上記のような赤外線リフローによって電子部品実装用フィルムキャリアテープの温度、具体的にはハンダボールの温度が通常は180〜240℃、好ましくは190〜220℃の範囲内になるように加熱する。この赤外線リフローによる加熱時間は、通常は1〜15分間である。このように加熱することにより、ハンダボールが外部端子接続部に溶着して、このハンダボールが外部端子となる。
【００３５】
そして、このように加熱することにより、電子部品実装用フィルムキャリアテープの可撓性絶縁フィルムも急激に加熱されるが、本発明では、この赤外線リフロー方式による加熱前に電子部品実装用フィルムキャリアテープを加熱下に保持して、可撓性絶縁フィルム中に残存する水分のほとんどを放出させているので、この赤外線リフロー方式による加熱によって放出される水分は可撓性絶縁フィルム中には実質的に存在しない。従って、本発明の方法を採用することにより、可撓性絶縁フィルムからの水分の急激な蒸発による、膨れの発生（発泡）が生ずることがない。
【００３６】
なお、上記ハンダボールは赤外線リフロー方式のほかに、熱風方式やVPS方式などによって加熱してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、従来とは異なり、電子部品実装用接着剤を貼付する前にフィルムキャリアテープを加熱条件下におくため、電子部品の接続前に、ポリイミドなどの可撓性絶縁フィルムを用いて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、主として可撓性絶縁フィルムに吸収された水分を温和な条件で蒸散させることができる。従って、この電子部品実装用フィルムキャリアテープにハンダボールを溶着する際の急激な加熱によっても可撓性絶縁フィルム中には放出される水分が残存していないので、可撓性絶縁フィルムとこのフィルム上に積層されている積層物間に剥がれ、膨れなどが発生することがない。即ち、本発明の方法によれば、可撓性絶縁フィルムであるポリイミドフィルムの表面で生じやすい発泡現象を防止することができる。これにより、配線パターンの断線やフィルムキャリアテープと電子部品実装用接着剤層との剥がれを防止することができ、電子部品の実装信頼性が向上する。
【００３８】
また、本発明の加熱工程を経ることにより、PCT（プレッシャークッカーテスト；121℃×100％RH×100hr）後のリフローにおいても発泡を防ぐことができ、信頼性が向上する。
【００３９】
【実施例】
次に本発明の電子部品実装用接着剤層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ついて実施例を示してさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００４０】
【実施例１】
図２に示すようにして電子部品実装用接着剤層を有する電子部品実装用フィルムキャリアテープを製造した。すなわち、厚さ75μmおよび幅48mmのポリイミドフィルム（商品名：ユーピレックスS、宇部興産（株）製）からなる可撓性絶縁フィルムの両側縁部に所定間隔でスプロケットホールおよび直径400μmの外部端子接続孔を隣接する孔それぞれの中心間の幅500μmで形成した。そして、両側縁部のスプロケットホール間に厚さ18μmの電解銅箔を、エポキシ系接着剤を用いて積層した。なお、このポリイミドフィルムは、飽和吸水率が1．5重量％であることが知られており、本発明で使用したポリイミドフィルムの吸水率は1．5重量％であった。
【００４１】
次いで、この電解銅箔の表面にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストに所定のパターンを露光、現像した。このフォトレジストは、露光した部分は硬化し、露光しない部分は硬化しないので、現像工程で未露光部のフォトレジストを水洗して電解銅箔の表面に硬化したフォトレジストによるパターンを形成した。このフォトレジストパターンをマスキング材としてエッチング液を用いて不要な銅を除去し、電解銅箔に配線パターンを形成した。配線パターン形成後は、アルカリ洗浄してマスキング材であるフォトレジストを除去した。
【００４２】
配線パターンを形成した後、電子部品側接続端子、外部端子接続部などを残して、配線パターンにエポキシ系ソルダーレジストを塗布し、100〜150℃の温度に段階的に2時間かけて昇温して、ソルダーレジストを硬化させた。硬化後のソルダーレジスト層の厚さは25μmであった。
ソルダーレジスト層形成後、ソルダーレジスト層に覆われず露出している配線パターンの表面に、下地メッキ層として平均厚さ2μmのニッケルメッキ層を形成させ、さらにニッケルメッキ層の表面に、平均厚さ0．5μmの金メッキ層を形成させた。
【００４３】
こうしてメッキ処理された電子部品実装用フィルムキャリアテープから少量のサンプルを切り出し、ポリイミドフィルムの含水率を測定したところ、1．5重量％であった。
これとは別に、フラットスペーサーとして、幅48mm、厚さ125μmのポリイミドフィルムを用意した。このようなポリイミドフィルムと電子部品実装用フィルムキャリアテープとを重ね合わせながら、金属リールに巻回した。
【００４４】
こうして金属リールに巻回した電子部品実装用フィルムキャリアテープを、120℃の加熱条件下で、1時間保持した。
1時間経過後、金属リールから電子部品実装用フィルムキャリアテープを巻き出し、電子部品実装用接着剤（日立化成（株）製、商品名：HS-202）をソルダーレジスト層表面に貼付した。
【００４５】
その後、電子部品を上記接着剤で仮固定し、Al電極と電子部品側接続端子とを金線により接続し、外部端子接続孔に外部接続端子としてハンダボールを配置し、180〜220℃の赤外線リフロー条件でハンダボールの溶着させた。なお赤外線リフローに要した時間は5分間であった。
こうしてハンダボールを溶着した後、フィルムキャリアを観察したが、ハンダボール実装時における水の発泡現象は認めらなかった。これにより電子部品の実装信頼性の向上が図られる。
【００４６】
【比較例１】
実施例１において、電子部品実装用フィルムキャリアテープを金属リールに巻回した後の加熱工程（120℃の加熱条件下で、1時間保持）を行わなかった以外は同様にして電子部品実装用接着剤層を有する電子部品実装用フィルムキャリアテープを製造し、同様にして電子部品を実装した。
【００４７】
この結果、電子部品実装用フィルムキャリアテープ内で、ハンダボール実装時における加熱によって水の蒸発によると思われる発泡が認められた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図1は、本発明の製造方法における工程の例を示す工程図である。
【図２】 図２は、上記工程例に基づいて製造される電子部品実装用フィルムキャリアテープの各工程における電子部品実装用フィルムキャリアテープの断面の例を模式的に示す断面図である。
【図３】 図３は、本発明の方法により製造された電子部品実装用フィルムキャリアテープに電子部品を実装した例を模式的に示す断面図である。
【図４】 図４は、本発明の方法により製造された電子部品実装用フィルムキャリアテープに電子部品を実装した他の例を模式的に示す断面図である。
【図５】 図５は、図４の一部を拡大して発泡することによりポリイミドフィルムと対面する接着剤層との間に、ふくれが生じ、また、接着剤層や配線パターンが断裂した例を強調して模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 可撓性絶縁フィルム
１２ 接着剤
１４ スプロケットホール
１６ 外部端子接続孔
１８ 導電性金属箔
２０ 露光、現像後のフォトレジスト
２２ 配線パターン
２４ ソルダーレジスト
２６ 電子部品実装用接着剤
２８ ニッケル下地金メッキ層
３０ 電子部品側接続端子
３２ 電子部品
３４ Al電極
３６ 金線
３８ ハンダボール
４０ 外部端子接続部
４２ スリットA
４４ スリットB
５０ ふくれ
５２ 断裂
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装用接着剤層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、特に、例えばCSP(Chip Size Package)、BGA(Ball Grid Array)、μ-BGA(μ-Ball Grid Array)などのように搭載される電子部品とほぼ同等のサイズである電子部品実装用接着剤層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関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のエレクトロニクス産業の発達により、電子機器の小型軽量化、高機能化、高信頼性化、低価格化などが要望されている。これに伴い、電子部品をより高い密度で実装し、電子部品の実装の信頼性を向上させるために、実装される電子部品の占める面積と略同等の面積部分に多数の電子部品側接続端子を形成し、及び多数の外部接続端子が配置されるように外部端子接続部を形成したCSP、BGA、μ-BGAなどの使用頻度が高くなってきている。
【０００３】
このCSP、BGAなどの電子部品実装用フィルムキャリアテープは概ね次のように製造される。まず、ポリイミド等の可撓性絶縁フィルムの一方の面に接着剤層が形成されているベースフィルムに、スプロケットホール、位置決め用孔などの必要な孔をパンチングにより穿設し、その後、接着剤層の表面に銅箔等の導電性金属箔を積層する。次に、導電性金属箔表面にフォトレジストを塗布し、露光及び現像して所望の露光パターンを形成し、この露光パターンをマスキング材として導電性金属箔をエッチングして所望の配線パターンを形成する。残存フォトレジストを除去した後、接続端子となる部分を残して配線パターンの表面にソルダーレジスト層を形成する。
【０００４】
このような電子部品実装用フィルムキャリアテープの製造工程のうち、エッチング工程、メッキ工程などでは、絶縁フィルムと水とが接触する。このような湿式工程を経て、ポリイミドのような絶縁フィルムは通常は1．5重量％程度の水を含有する。このようにして絶縁フィルムに侵入した水の一部は、後の工程で蒸散するが、絶縁フィルム中の水分が完全に蒸散することはなく、絶縁フィルムが依然として少量の水分を含有している。こうした少量の水分は、通常の場合外部の湿度と平衡に達するまで徐々に放出され一度に放出されることはないが、例えばこの電子部品実装用フィルムキャリアテープを100℃以上の温度に急速に加熱した場合、この絶縁フィルム中に含有されている水分が急激に蒸発して絶縁フィルム外に放出されることがある。
【０００５】
CSP、BGAの製造工程では、電子部品用フィルムキャリアテープに電子部品を仮接着するための接着剤層を塗設し、次いでワイヤーボンディング、ビームリードボンディングなどにより電子部品を実装した後、外部接続端子となる半田ボールを外部端子接続部に溶着する工程を有する。
この半田ボールの溶着工程では電子部品が実装されたフィルムキャリアテープの外部端子接続部に半田ボールを載置し、赤外線を照射してこのフィルムキャリアを一気に200℃以上の温度に加熱して半田ボールを外部端子接続部に溶着する赤外線リフロー方式が作用されている。
【０００６】
このように赤外線リフロー方式により外部端子となる半田ボールは良好に溶着されるが、それと同時に絶縁フィルムも200℃以上の温度に急激に加熱されるため、この絶縁フィルム中に含有されていた水分が一気に気化して外部に放出される。
ところが、この絶縁フィルムの表面には既に配線パターンが形成され、ソルダーレジスト層が塗設され、電子部品を仮接着するための接着剤層が塗設され、さらにはこの電子部品が仮接着されてボンディングされており、赤外線リフローにより加熱されて気化した水分が外部に放出される部分がほとんど存在しない状態になっている。このため赤外線リフローにより加熱されて気化した水分は、絶縁フィルムと、この表面に形成されている配線パターン、ソルダーレジスト、接着剤層などとの間に侵入して、絶縁フィルムの表面に形成されている上記のような積層物との間に気泡を形成することがある。このような気泡の形成によって、絶縁フィルムから、この上に積層されている積層物を剥離することになり、配線パターンの断線など、電子部品が実装されたフィルムキャリアに不具合を招来するという問題がある。
【０００７】
このような問題は、CSP、BGAのように、電子部品を実装後に赤外線リフロー方式などによって急速に加熱する工程を有する電子部品実装用フィルムキャリアテープに固有の問題である。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は、CSP、BGAなどのように、絶縁フィルムの表面に配線パターン、ソルダーレジスト層、接着剤層などが形成され、その表面が密に被覆された状態で急速高温加熱する工程を有する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、上記急速高温加熱によって発泡などの不具合が生じにくく、電子部品の実装信頼性の高い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を提供することを目的としている。
【０００９】
【発明の概要】
本発明の電子部品実装用接着剤層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は、可撓性絶縁フィルムの一方の面に実装される電子部品の占める面積と略同等の面積に配線パターンを形成すると共に該配線パターンの一方の端部を導電性金属ボールを溶着して外部端子を形成するための外部端子接続部とし、且つ該配線パターンの他方の端部を電子部品を実装するための電子部品側接続端子とした後、実装される電子部品を仮接着する接着剤層を形成する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、
上記配線パターンの一方の端部を、導電性金属ボールを配置するための外部端子接続部とし、該配線パターンの他方の端部を、電子部品を実装するための電子部品側接続端子とした後、電子部品を仮接着する接着剤層を形成する前に、該電子部品実装用フィルムキャリアテープをフラットスペーサーと共に巻き取りリールに巻回して加熱下に保持することを特徴としている。
【００１０】
ここで使用される可撓性絶縁フィルムとしてはポリイミドフィルムが好ましく、また、上記工程における加熱条件は100℃以上の温度に１時間以上保持することが好適である。
このように電子部品を仮接着する接着剤層を形成する前に、該電子部品実装用フィルムキャリアテープを加熱下に保持することにより、絶縁フィルム中に残存している水分が徐々に蒸発して電子部品実装用フィルムキャリアテープの外部に徐々に放出されるので、絶縁フィルムとこの絶縁フィルムの表面に形成された積層物との間に発泡などが生ずることはない。
【００１１】
【発明の具体的な説明】
次に本発明の電子部品実装用接着剤層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ついて具体的に説明する。
図１は、本発明で採用可能な工程の例を示す工程図であり、また、図２は、上記工程例に基づいて製造される電子部品実装用フィルムキャリアテープの各工程における電子部品実装用フィルムキャリアテープの断面の例を模式的に示す断面図である。
【００１２】
本発明の方法により製造される電子部品実装用フィルムキャリアテープは、概略、図２(e)に示すように、可撓性絶縁フィルム１０と、この可撓性絶縁フィルム１０の一方の面に積層された導電性金属箔から形成された配線パターン２２とを有し、配線パターンの表面には電子部品などと接続される端子部分を残してソルダーレジスト２４が塗設されている。
【００１３】
本発明で使用される可撓性絶縁フィルム１０は可撓性を有する絶縁性の樹脂フィルムからなる。この可撓性絶縁フィルム１０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。この可撓性絶縁フィルム１０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。
【００１４】
可撓性絶縁フィルム１０を構成するポリイミドフィルムの例としては、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、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を挙げることができる。特に本発明ではビフェニル骨格を有する全芳香族ポリイミド（例；商品名：ユーピレックスS、宇部興産（株）製）が好ましく使用される。本発明で使用可能な可撓性絶縁フィルム１０の厚さは、通常は25〜125μm、好ましくは25〜75μmの範囲内にある。このようなポリイミドフィルムは一般に0．01〜3．00重量％程度の飽和吸水率を有している。
【００１５】
本発明の方法では、上記のような可撓性絶縁フィルム１０に、スプロケットホール１４、位置決め用孔などの必要な孔（図示なし）、外部端子接続用の貫通孔１６などの必要な貫通孔を穿設する。これらの貫通孔は通常はパンチングにより形成することができる。
上記のようにして必要な貫通孔を穿設した後、この可撓性絶縁フィルムの少なくとも一方の面に導電性金属箔１８を積層する。
【００１６】
本発明で使用される導電性金属箔１８は、導電性を有し、厚さが通常は3〜75μm、好ましくは7〜35μmの範囲内にある金属箔である。本発明で使用される導電性金属箔としては、例えば銅箔およびアルミニウム箔などを挙げることができる。特に本発明では、銅箔を使用することが好ましい。ここで使用される銅箔には電解銅箔と圧延銅箔とがあるが、エッチング特性、操作性などを考慮すると、電解銅箔を使用することが好ましい。
【００１７】
また、上記のような厚さの導電性金属箔１８を直接可撓性絶縁フィルム１０に積層する代わりに、非常に薄い金属箔（例えば厚さ6μm未満）を可撓性絶縁フィルム１０に積層し、この積層された極薄金属箔表面に、例えば蒸着法あるいはメッキ法等により金属を析出させて導電性金属層を形成することもできる。さらに、上記蒸着法あるいはメッキ法などにより導電性金属層を形成する場合に、可撓性絶縁フィルム１０の表面に直接金属を析出させて所望の厚さの導電性金属層（金属メッキ層、金属蒸着層など）を形成してもよい。
【００１８】
導電性金属箔１８を可撓性絶縁フィルム１０に積層する場合は、接着剤１２を用いて積層することもできるし、接着剤を用いないで積層することもできる。接着剤を用いる場合、使用する接着剤の例としては、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤およびフェノール系接着剤を挙げることができる。このような接着剤は、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂などで変性されていてもよく、またエポキシ樹脂自体がゴム変性されていてもよい。このような接着剤で形成される接着剤層１２の厚さは、通常は8〜23μm、好ましくは10〜21μmの範囲内にある。
【００１９】
次いで、こうして積層された導電性金属箔１８の表面にフォトレジストを塗布し、所定のパターンを露光して焼きつけし、水性媒体に可溶な部分と不溶な部分とに分け、可溶な部分を水性媒体などで溶出して不溶性フォトレジストからなるマスキング材２０を導電性金属箔の表面に形成する。なお、不溶性フォトレジストからなるマスキング材は、露光することにより硬化するフォトレジストを用いて形成することもでき、あるいは露光することにより水性媒体などの特定の媒体に溶解可能となるフォトレジストを用いて露光した後、溶媒により可溶化された部分のフォトレジストを除去することによって形成することもできる。
【００２０】
こうして所望のパターンに露光・現像されたフォトレジストをマスキング材として使用して導電性金属箔１８を、エッチング液と接触させる。このエッチング工程により、マスキングされていない部分の導電性金属箔は溶出し、マスキングされている部分は溶出せずに可撓性絶縁フィルム１０上に残存して配線パターン２２を形成する。形成された配線パターン２２において、電子部品と接続する部分（電子部品側接続端子）３０の各ピッチは、通常は15〜300μm、好ましくは30〜100μmである。なお、エッチング後のマスキング材（不溶性フォトレジスト）２０は、例えばアルカリ洗浄液で洗浄することにより除去することができる。
【００２１】
上記配線パターンを形成する工程は、フォトレジストを水性媒体で除去し、エッチングおよびその後に水洗する湿式工程を含んでいるので、この工程を経ることにより、0．01〜3．00重量％程度の飽和吸水率を有するポリイミドフィルムは吸湿して、通常は0．01〜1．5重量％含水することになる。
配線パターン２２を形成した後は、この配線パターン２２の表面に電子部品側接続端子３０など、後の工程でメッキ処理する部分を残して、露出している配線パターン２２を保護するためにスクリーン印刷技術を利用してソルダーレジスト２４を塗布することができる。なお、図４に示すような電子部品の実装面がこのソルダーレジスト塗布面とは反対の面の場合は、外部端子接続部４０も残してソルダーレジストを塗布する。また、図２(g)および図３に示すように、電子部品側接続端子を形成した面に積層するように電子部品を実装する方法では、ソルダーレジストを塗布せず、電子部品実装用接着剤をもってソルダーレジストを代用することも可能である。
【００２２】
本発明で使用されるソルダーレジスト塗布液は、硬化性樹脂が有機溶媒に溶解若しくは分散された比較的高粘度の塗布液である。上記硬化性樹脂の例としては、エポキシ系樹脂、エポキシ系樹脂のエラストマー変性物、ウレタン樹脂、ウレタン樹脂のエラストマー変性物、ポリイミド樹脂、ポリイミド樹脂のエラストマー変性物及びアクリル樹脂を挙げることができる。特にエラストマー変性物を用いることが好ましい。このようなソルダーレジスト塗布液中には、上記のような樹脂成分の他に、硬化促進剤、充填剤、添加剤、チキソ剤および溶剤等、通常ソルダーレジスト塗布液に添加される物質を添加することができる。さらに、ソルダーレジスト層の可撓性等の特性を向上させるために、ゴム微粒子のような弾性を有する微粒子などを配合することも可能である。
【００２３】
このようなソルダーレジスト液の塗布平均厚さは、硬化後の厚さ換算で、通常は、1〜80μm、好ましくは5〜50μmの範囲内にある。ソルダーレジスト液を塗布した後、溶剤を除去して、樹脂を硬化させることによりソルダーレジスト層２４を形成する。ソルダーレジスト層２４を形成する樹脂は、通常は加熱することにより硬化する。通常は、90〜180℃、好ましくは100〜150℃の範囲内で、またこの範囲内に通常10分〜2時間保持することで樹脂が硬化する。
【００２４】
上記加熱工程を経ることにより、配線パターン形成工程までに吸湿した水分は蒸散され、ポリイミドフィルムの含水率は、通常は0．01〜1．0重量％となる。
こうしてソルダーレジスト層２４を形成した後、このソルダーレジスト層２４によって被覆されていない配線パターンの表面をメッキ処理する。
このようなメッキ処理方法としては、スズメッキ処理、ハンダメッキ処理、金メッキ処理、ニッケル下地金メッキ処理などがある。本発明では、これらの処理を単独であるいは組み合わせて採用することができる。形成されるメッキ層の厚さは、0．1〜10μmの範囲内にあることが好ましい。
【００２５】
上記メッキ処理工程では、主に電解溶液中をメッキ処理するものを移動させているので、これにより、ポリイミドフィルムは再び吸湿する。このとき、ポリイミドフィルムの含水率は、通常は0．01〜1．5重量％である。
本発明ではこうして製造されたフィルムキャリアテープをフラットスペーサーとともに巻取りリールに巻回して、巻回状態のまま加熱条件下で所定時間保持する。
【００２６】
フラットスペーサーは凹凸のないスペーサーであり、これと一緒に電子部品実装用フィルムキャリアテープを巻回することにより、巻回によるフィルムキャリアテープ同士の接触を防止し、配線パターンなどの破断を防止することができる。また、フラットスペーサーを用いると、電子部品実装用フィルムキャリアテープは間隙を形成せずに巻回するので、全体にわたって変形の少ない、より平坦な電子部品実装用接着剤層を有する電子部品実装用フィルムキャリアテープを得ることができる。なお、間隙を形成せずに巻回するが、温度条件と加熱時間とを調整することで充分に水分を除去できる。
【００２８】
これらのスペーサーは、通常は樹脂フィルムなどから形成され、例えば、ポリエチレンテレフタレート（PET）およびポリエチレンナフタレート（PEN）等のポリエステル；ポリエチレン、ポリプロピレンおよびLLDPE等のポリオレフィン；ポリアミド、ポリイミド、フッ素樹脂（テフロン（Ｒ））含浸ガラスクロス及び紙などを挙げることができる。スペーサーの厚さは、通常は50μm以上であり、好ましくは50〜200μm、特に好ましくは75〜150μmの範囲内にある。また、巻回されるフィルムキャリアテープの幅と同等あるいはこのテープ幅に対して±4mmのテープ幅を有する樹脂フィルムが好ましく使用される。なお、巻取りリールに巻回する場合、配線パターンが形成された面を内側にして巻回することもできるし、外側にして巻回することもできる。
【００２９】
こうして巻回された電子部品実装用フィルムキャリアテープを加熱下に保持して、可撓性絶縁フィルム中に含有される水分を温和な条件で放出させる。このときの加熱温度は、水の沸点よりも高く設定することが好ましく、常圧では通常は100℃以上、好ましくは100〜150℃である。上記のような加熱温度条件における加熱時間は通常は1時間以上、好ましくは1〜3時間である。このような加熱条件下で、所定時間保持することにより、可撓性絶縁フィルムであるポリイミドフィルム中の水分が徐々に蒸散する。
【００３０】
こうして電子部品実装用フィルムキャリアテープを加熱下に保持した後の可撓性絶縁フィルムの含水率は、通常は0．01〜1．0重量％、好適には0．01〜0．5重量％程度まで低下する。このようにして加熱下に保持した後は、この電子部品実装用フィルムキャリアテープが水と接触する湿式工程を経ることはないので、上記可撓性絶縁フィルムが急激に吸水することはない。ただし、上記加熱下に保持する工程を経た電子部品実装用フィルムキャリアテープにおける可撓性絶縁フィルムの含水率は、非常に低いレベルにあるので、この工程を経た電子部品実装用フィルムキャリアテープは、次の工程で使用されるまでの間、水分不透過性の保存容器に密封状態で保持することが好ましい。
【００３１】
上記のような加熱工程は、種々の装置を用いて行うことができるが、通常は、温度設定可能なオーブンが用いられる。また、このオーブンには、送風装置などが配置されていてもよく、さらにこのオーブン内の圧力を制御する手段が配置されていてもよい。
上記加熱工程を経た後、電子部品実装用接着剤を塗布する。この接着剤は、電子部品実装用フィルムキャリアテープに実装される電子部品をフィルムキャリアテープに仮固定するものである。
【００３２】
本発明で使用される電子部品実装用接着剤としては、通常は熱硬化性接着剤が使用される。このような熱硬化性接着剤の例としては、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリイミド系接着剤およびシリコーン系接着剤を挙げることができる。この接着剤層２６は乾燥平均厚さ換算で通常は10〜200μm、好ましくは50〜150μmの範囲内の厚さを有している。
【００３３】
こうして電子部品実装用接着剤層を塗設した後、電子部品をこの電子部品実装用接着剤層２６を介して電子部品実装用フィルムキャリアテープに仮固定し、電子部品に形成されたAl電極３４と電子部品実装用フィルムキャリアテープの電子部品側接続端子３０とを電気的に接続する。Al電極と電子部品側接続端子との接続方法としては、図２（ｇ）に示すような金線等のワイヤー３６を用いたボンディング方法のほか、図３に示すように、ベースフィルム製造の段階でいわゆるビームリードボンディングを可能とするためのスリットA４２も穿孔することにより、そのスリットA４２を跨ぐように形成された配線パターンを切断しつつ、その切断された配線パターンが電子部品側接続端子３０となってAl電極と直接接続する方法などがある。また、図４に示すように、ソルダーレジストを塗布した面とは反対の面に電子部品を実装する場合は、Al電極３４が電子部品実装用フィルムキャリアテープに形成された電子部品側接続端子３０と接合可能に露出するスリット部分B４６からAl電極が露出するように電子部品を配置して、スリットBの縁部に形成された電子部品側接続端子３０とスリットB４６内に露出しているAl電極３４とをワイヤー３６等により接続する方法がある。
【００３４】
こうして電子部品を電子部品実装用フィルムキャリアテープに搭載した後、外部接続端子となる導電性金属ボール３８を外部端子接続孔１６に配置し、外部端子を形成する。ここで使用される導電性金属ボール３８は通常はハンダボールであり、鉛とスズの合金であるが、これと同等の導電性金属ボールを使用することもできる。例えば、鉛の代わりにBiを配合したBi-Sn合金である鉛フリーハンダボールなどがある。ハンダボール３８と外部接続端子部４０との接続には、まず外部端子接続孔１６に少量のフラックスを充填して、次にハンダボール３８を挿入する。こうして半田ボールを挿入した後、このフィルムキャリアテープを装置内を移動させながら連続的に赤外線を照射してハンダボールを溶融させて電子部品実装用フィルムキャリアテープに形成されている外部端子接続部に溶着させる。ハンダボール３８の溶融温度は、通常は、180〜240℃であるので、上記のような赤外線リフローによって電子部品実装用フィルムキャリアテープの温度、具体的にはハンダボールの温度が通常は180〜240℃、好ましくは190〜220℃の範囲内になるように加熱する。この赤外線リフローによる加熱時間は、通常は1〜15分間である。このように加熱することにより、ハンダボールが外部端子接続部に溶着して、このハンダボールが外部端子となる。
【００３５】
そして、このように加熱することにより、電子部品実装用フィルムキャリアテープの可撓性絶縁フィルムも急激に加熱されるが、本発明では、この赤外線リフロー方式による加熱前に電子部品実装用フィルムキャリアテープを加熱下に保持して、可撓性絶縁フィルム中に残存する水分のほとんどを放出させているので、この赤外線リフロー方式による加熱によって放出される水分は可撓性絶縁フィルム中には実質的に存在しない。従って、本発明の方法を採用することにより、可撓性絶縁フィルムからの水分の急激な蒸発による、膨れの発生（発泡）が生ずることがない。
【００３６】
なお、上記ハンダボールは赤外線リフロー方式のほかに、熱風方式やVPS方式などによって加熱してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、従来とは異なり、電子部品実装用接着剤を貼付する前にフィルムキャリアテープを加熱条件下におくため、電子部品の接続前に、ポリイミドなどの可撓性絶縁フィルムを用いて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、主として可撓性絶縁フィルムに吸収された水分を温和な条件で蒸散させることができる。従って、この電子部品実装用フィルムキャリアテープにハンダボールを溶着する際の急激な加熱によっても可撓性絶縁フィルム中には放出される水分が残存していないので、可撓性絶縁フィルムとこのフィルム上に積層されている積層物間に剥がれ、膨れなどが発生することがない。即ち、本発明の方法によれば、可撓性絶縁フィルムであるポリイミドフィルムの表面で生じやすい発泡現象を防止することができる。これにより、配線パターンの断線やフィルムキャリアテープと電子部品実装用接着剤層との剥がれを防止することができ、電子部品の実装信頼性が向上する。
【００３８】
また、本発明の加熱工程を経ることにより、PCT（プレッシャークッカーテスト；121℃×100％RH×100hr）後のリフローにおいても発泡を防ぐことができ、信頼性が向上する。
【００３９】
【実施例】
次に本発明の電子部品実装用接着剤層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ついて実施例を示してさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００４０】
【実施例１】
図２に示すようにして電子部品実装用接着剤層を有する電子部品実装用フィルムキャリアテープを製造した。すなわち、厚さ75μmおよび幅48mmのポリイミドフィルム（商品名：ユーピレックスS、宇部興産（株）製）からなる可撓性絶縁フィルムの両側縁部に所定間隔でスプロケットホールおよび直径400μmの外部端子接続孔を隣接する孔それぞれの中心間の幅500μmで形成した。そして、両側縁部のスプロケットホール間に厚さ18μmの電解銅箔を、エポキシ系接着剤を用いて積層した。なお、このポリイミドフィルムは、飽和吸水率が1．5重量％であることが知られており、本発明で使用したポリイミドフィルムの吸水率は1．5重量％であった。
【００４１】
次いで、この電解銅箔の表面にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストに所定のパターンを露光、現像した。このフォトレジストは、露光した部分は硬化し、露光しない部分は硬化しないので、現像工程で未露光部のフォトレジストを水洗して電解銅箔の表面に硬化したフォトレジストによるパターンを形成した。このフォトレジストパターンをマスキング材としてエッチング液を用いて不要な銅を除去し、電解銅箔に配線パターンを形成した。配線パターン形成後は、アルカリ洗浄してマスキング材であるフォトレジストを除去した。
【００４２】
配線パターンを形成した後、電子部品側接続端子、外部端子接続部などを残して、配線パターンにエポキシ系ソルダーレジストを塗布し、100〜150℃の温度に段階的に2時間かけて昇温して、ソルダーレジストを硬化させた。硬化後のソルダーレジスト層の厚さは25μmであった。
ソルダーレジスト層形成後、ソルダーレジスト層に覆われず露出している配線パターンの表面に、下地メッキ層として平均厚さ2μmのニッケルメッキ層を形成させ、さらにニッケルメッキ層の表面に、平均厚さ0．5μmの金メッキ層を形成させた。
【００４３】
こうしてメッキ処理された電子部品実装用フィルムキャリアテープから少量のサンプルを切り出し、ポリイミドフィルムの含水率を測定したところ、1．5重量％であった。
これとは別に、フラットスペーサーとして、幅48mm、厚さ125μmのポリイミドフィルムを用意した。このようなポリイミドフィルムと電子部品実装用フィルムキャリアテープとを重ね合わせながら、金属リールに巻回した。
【００４４】
こうして金属リールに巻回した電子部品実装用フィルムキャリアテープを、120℃の加熱条件下で、1時間保持した。
1時間経過後、金属リールから電子部品実装用フィルムキャリアテープを巻き出し、電子部品実装用接着剤（日立化成（株）製、商品名：HS-202）をソルダーレジスト層表面に貼付した。
【００４５】
その後、電子部品を上記接着剤で仮固定し、Al電極と電子部品側接続端子とを金線により接続し、外部端子接続孔に外部接続端子としてハンダボールを配置し、180〜220℃の赤外線リフロー条件でハンダボールの溶着させた。なお赤外線リフローに要した時間は5分間であった。
こうしてハンダボールを溶着した後、フィルムキャリアを観察したが、ハンダボール実装時における水の発泡現象は認めらなかった。これにより電子部品の実装信頼性の向上が図られる。
【００４６】
【比較例１】
実施例１において、電子部品実装用フィルムキャリアテープを金属リールに巻回した後の加熱工程（120℃の加熱条件下で、1時間保持）を行わなかった以外は同様にして電子部品実装用接着剤層を有する電子部品実装用フィルムキャリアテープを製造し、同様にして電子部品を実装した。
【００４７】
この結果、電子部品実装用フィルムキャリアテープ内で、ハンダボール実装時における加熱によって水の蒸発によると思われる発泡が認められた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図1は、本発明の製造方法における工程の例を示す工程図である。
【図２】 図２は、上記工程例に基づいて製造される電子部品実装用フィルムキャリアテープの各工程における電子部品実装用フィルムキャリアテープの断面の例を模式的に示す断面図である。
【図３】 図３は、本発明の方法により製造された電子部品実装用フィルムキャリアテープに電子部品を実装した例を模式的に示す断面図である。
【図４】 図４は、本発明の方法により製造された電子部品実装用フィルムキャリアテープに電子部品を実装した他の例を模式的に示す断面図である。
【図５】 図５は、図４の一部を拡大して発泡することによりポリイミドフィルムと対面する接着剤層との間に、ふくれが生じ、また、接着剤層や配線パターンが断裂した例を強調して模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 可撓性絶縁フィルム
１２ 接着剤
１４ スプロケットホール
１６ 外部端子接続孔
１８ 導電性金属箔
２０ 露光、現像後のフォトレジスト
２２ 配線パターン
２４ ソルダーレジスト
２６ 電子部品実装用接着剤
２８ ニッケル下地金メッキ層
３０ 電子部品側接続端子
３２ 電子部品
３４ Al電極
３６ 金線
３８ ハンダボール
４０ 外部端子接続部
４２ スリットA
４４ スリットB
５０ ふくれ
５２ 断裂
Claims (10)
- 可撓性絶縁フィルムの一方の面に実装される電子部品の占める面積と略同等の面積に配線パターンを形成すると共に該配線パターンの一方の端部を導電性金属ボールを溶着して外部端子を形成するための外部端子接続部とし、且つ該配線パターンの他方の端部を電子部品を実装するための電子部品側接続端子とした後、実装される電子部品を仮接着する接着剤層を形成する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、
上記配線パターンの一方の端部を、導電性金属ボールを配置するための外部端子接続部とし、該配線パターンの他方の端部を、電子部品を実装するための電子部品側接続端子とした後、電子部品を仮接着する接着剤層を形成する前に、該電子部品実装用フィルムキャリアテープをフラットスペーサーと共に巻き取りリールに巻回して加熱下に保持することを特徴とする電子部品実装用接着剤層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。 - 上記電子部品実装用フィルムキャリアテープに形成された配線パターンの表面をソルダーレジスト層で被覆し、メッキ処理を行った後、電子部品を仮接着する接 着剤層を形成する前に、該電子部品実装用フィルムキャリアテープを加熱下に保持することを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装用接着剤層を有する電子 部品実装用フィルムキャリアテープの製造方法。
- 上記電子部品実装用フィルムキャリアテープを、樹脂フィルムからなるフラットスペーサーと共に巻取りリールに巻回して加熱下に保持することを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装用接着剤層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。
- 上記電子部品実装用フィルムキャリアテープを100℃以上の温度下に、１時間以上保持することを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装用接着剤層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。
- 上記可撓性絶縁フィルムが、平均厚さが25〜125μmの範囲内にあるポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装用接着剤層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。
- 上記可撓性絶縁フィルムの飽和吸水率が、0．01〜3．00重量％の範囲内にあるポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項５に記載の電子部品実装用接着剤層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。
- 上記電子部品実装用フィルムキャリアテープにソルダーレジスト層を形成し加熱保持した後、可撓性絶縁フィルムまたは形成されたソルダーレジスト層の表面に 平均厚さ10〜150μmの接着剤層を形成することを特徴とする請求項2に記載の電子部品実装用接着剤層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。
- 上記接着剤層が、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリイミド系接着剤およびシリコーン系接着剤よりなる群から選ばれる少なくとも一種類の熱硬化 性接着剤から形成されてなり、且つ該接着剤層の平均厚さが、乾燥平均厚さ換算で10〜200μmの範囲内になるように、上記熱硬化性接着剤を塗布すること により形成することを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装用接着剤層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。
- 上記電子部品実装用フィルムキャリアテープを加熱下に保持した後の可撓性絶縁フィルムの含水率が0．01〜0．5重量％の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装用接着剤層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。
- 上記外部端子接続部に導電性金属ボールを配置した後、その導電性金属ボールと外部端子接続部とを赤外線リフロー方式により、180〜240℃に加熱して、 該導電性金属ボールを外部端子接続部と溶着して外部接続端子を形成することを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装用接着剤層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。
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