JP4359990B2 - フィルムキャリアの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子(チップ)を搭載可能な両面配線層を有するフィルムキャリアの製造方法に関し、特に、両面配線層とその導通用孔との間の導通状態に関する信頼性を向上し得るフィルムキャリアの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、プリント配線板は、テレビ、携帯電話、ゲーム機、ラジオ、音響機器、VTR等の民生用電子機器や、電子計算機、OA機器、電子応用機器、電気計測器、通信機等の産業用電子機器に広く使用されている。
【0003】
また、これら電子機器は、より一層の高性能化と、より一層のコンパクト化とを達成するように要求が高まっている。これら要求を満たすため、プリント配線板は、電子機器の小型化、高密度化及び高性能化に対応させて設計され、これに伴い、配線の細線化、ビアホールの小径化、ランド、パッドの小径化、基材のフレキシブル化、多層化及びファイン化が急速に進んでいる。
【0004】
また、プリント配線板の基材としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂が従来から使用されていたが、最近では、機械的強度及び耐熱性に優れたポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等が使用されており、更に高性能化の観点からフッ素系樹脂及びポリフェニルエーテル樹脂の開発が進んでいる。なお、プリント配線板のうち、フィルムを基材に用いたものをフィルムキャリアという。
【0005】
ここで、一般的なフィルムキャリアの製造方法について述べる。すなわち、フィルムキャリアの製造方法としては、両面に金属箔を有するフィルムが用いられ、このフィルムに対してレーザドリルやポリイミドエッチング等により導通孔が形成される。続いて、導通孔内に両面の導体層を電気的に接続するように金属めっきが施され、その後、金属箔に配線パターン及び電極パッド等がパターニングされる。このパターニングの完了により、半導体チップを搭載可能なフィルムキャリアが完成する。
【0006】
なお、フィルムキャリアの完成後、半導体チップが搭載されて樹脂封止されることにより、外部要素のマザーボード等に実装可能な半導体装置が製造される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のようなフィルムキャリアの製造方法では、金属めっきを施して導通孔内に金属導体を形成する際に、導通孔の開口部に金属箔が隣接しているため、導通孔の開口部に電流が集中し、導通孔の内部よりも開口部で高速に金属めっきが成長する。
【0008】
このようなめっきの成長速度の違いは、導通孔部に変形やボイドを生じさせ、フィルムキャリアの電気的特性に悪影響を与えてしまう。例えば、変形に伴う静電容量の発生やボイド等による抵抗値の増大により、Hレベルのデジタル信号がLレベルに検出されるというように、導通状態に関する信頼性を低下させてしまう可能性がある。
【0009】
本発明は上記実情を考慮してなされたもので、両面配線層とその導通孔との間の導通に関する信頼性を向上し得るフィルムキャリアの製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に対応する発明は、少なくとも以下の工程[a]〜[h]を含んでいるフィルムキャリアの製造方法である。
【0011】
[a]長尺状の絶縁フィルムの一方の面に第一導体層を形成すると共に、前記絶縁フィルムの両端に長手方向に沿って複数のスプロケットホールを形成する工程。
【0012】
[b]前記第一導体層とは反対側の絶縁フィルムにレーザ光を照射し、当該絶縁フィルムから第一導体層に達する導通用孔を形成する工程。
【0013】
[c]前記各スプロケットホール及びその周辺部を覆うようにスプロケットホール保護層を形成する工程。
【0014】
[d]前記スプロケットホール保護層及び前記導通用孔の形成後、前記絶縁フィルム側にスパッタリング処理を施し、前記絶縁フィルム上に薄膜導体層を形成する工程。
【0015】
[e]前記薄膜導体層の形成後、前記スプロケットホール保護層を剥離し、前記第一導体層を覆うように導体保護層を形成する工程。
【0016】
[f]前記導体保護層の形成後、前記薄膜導体層上及び前記導通用孔にめっき処理を施して第二導体層を形成する工程。
【0017】
[g]前記第二導体層の形成後、前記第二導体層をパターニング処理して配線パターンを形成し、この配線パターン上に保護層を形成し、前記第一導体層上の導体保護層を剥離する工程。
【0018】
[h] 前記導体保護層の剥離後、前記第一導体層をパターニング処理して配線パターンを形成する工程。
【0019】
請求項2に対応する発明は、請求項1に対応するフィルムキャリアの製造方法において、前記工程[a]に代えて、以下の工程[a]を含んでいるフィルムキャリアの製造方法である。
[a]長尺状の金属箔の一方の面に絶縁樹脂を塗布及び硬化させて絶縁樹脂層である絶縁フィルムを形成し、この絶縁フィルムの両端に長手方向に沿って複数のスプロケットホールを形成した後、前記各スプロケットホールの周辺部の金属箔を除去し、残った金属箔である第一導体層を形成する工程。
また、請求項3に対応する発明は、請求項1に対応するフィルムキャリアの製造方法において、前記工程[a]に代えて、以下の工程[a]を含んでいることを特徴とするフィルムキャリアの製造方法である。
[a]長尺状の金属箔の一方の面に絶縁樹脂を塗布及び硬化させて絶縁樹脂層である絶縁フィルムを形成し、この絶縁フィルムの両端の長手方向に沿って前記金属箔を除去した後、前記除去により露出した絶縁フィルムの両端に長手方向に沿って複数のスプロケットホールを形成し、残った金属箔である第一導体層を形成する工程。
また、請求項4に対応する発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に対応するフィルムキャリアの製造方法であって、前記第二導体層の厚さが18±3μmであるフィルムキャリアの製造方法である。
【0020】
(作用)
従って、請求項1,2,3に対応する発明は以上のような手段を講じたことにより、フィルムのめっき処理側の面上には薄膜導体層のみを形成し、この薄膜導体層の上からめっき処理を行うようにしたので、めっき処理の際に、導通孔の開口部と導通孔の内部との各導体層の厚さが略均一であることにより、めっき電流の集中が無くなり、めっきの成長速度が均一化される。
【0021】
このため、従来技術におけるめっきの成長速度の不均一に起因した開口部の変形やボイド等が無くなり、両面配線層とその導通孔との間の導通に関する信頼性を向上させることができる。
【0022】
また、請求項4に対応する発明は、特に、第二導体層の厚さを18±3μmと規定したので、上述した作用を容易且つ確実に奏することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。
【0024】
図1は本発明の一実施形態に係るフィルムキャリアの構成を示す模式図であり、図2は図1の2−2線矢視断面図である。このフィルムキャリア10は、巻取り自在な絶縁性のフィルム11の片面に接着剤層12を有し、フィルム11両端の長手方向に沿ってスプロケットホール13が形成され、両端のスプロケットホール13間には、フィルム11の両面に互いに導通孔14を介して電気的に接続された配線パターン15を有し、且つ接着剤層12側の面には、導通孔14又は配線パターン15に接続されたパッド電極16及び配線パターンを備えた構成となっている。
【0025】
ここで、両面の配線パターン15のうち、パッド電極16とは反対側の面の配線パターン15の厚さは、導通孔14の開口部の変形やボイドの発生を容易且つ確実に回避する観点から、18±3μmとすることが好ましい。また、半田ボールをのせ、リフローさせる際の強度を得る観点からも、18±3μmとすることが好ましい。
次に、以上のようなフィルムキャリアの製造方法について図3及び図4を用いて説明する。
図3(a)に示すように、ポリイミドフィルムからなる絶縁性のフィルム11の片面に接着テープからなる接着剤層12が貼着され、接着剤層12付のフィルム11を所定幅に断裁した接着剤層付フィルム20が作製される。
【0026】
次に、図3(b)に示すように、接着剤層付フィルム20の両端の長手方向に沿ってスプロケットホール13が打ち抜き加工により形成される。
また、図3(c)に示すように、スプロケットホール13及びその周辺部(以下、スプロケットホール領域13aという)を除く接着剤層付フィルム20の接着剤層12面に銅箔からなる第一導体層17が貼着される。この際、銅箔として12±3μmの厚さのものを用いることで、配線のファイン化に対応できる。
【0027】
次に、図3(d)に示すように、フィルム11側よりレーザ光Lが照射され、フィルム11と接着剤層12に導通孔14が形成される。続いて、過マンガン酸カリウム溶液により、導通孔14及びフィルム11面上のスミアが除去され、導通孔14内の第一導体層17面を含めて清浄化される。
【0028】
なお、レーザ光線の種類としては、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、UV−YAGレーザ等が使用可能となっている。また、導通孔の位置決めには、レーザ光の位置を制御する方式又はマスク(ガラス版)を使用する方式などが使用可能となっている。
【0029】
次に、図3(e)に示すように、両面のスプロケットホール領域13aにマスキングテープがラミネートされてスプロケットホール保護層18が形成される。スプロケットホール保護層18の形成方法としては、保護テープの貼着に限らず、例えば耐薬品性のレジストをスクリーン印刷してもよい。なお、スプロケットホール保護層18は、図3(d)に述べた導通孔14の形成よりも前に形成してもよい。
【0030】
次に、めっき前処理として、図4(a)に示すように、フィルム11側の面よりスパッタ蒸着が施され、導通孔14及びフィルム11上に薄膜導体層15aが形成される。このめっき前処理は、選択性がなく、スプロケットホール保護層18上及びフィルム11上の全面に施される。
【0031】
次に、スプロケットホール保護層18が剥離処理され、しかる後、図4(b)に示すように、第一導体層17側の全面、並びに薄膜導体層15a側のスプロケットホール領域13aを覆うように、前述した保護層18と同様の手法により、保護層21が形成される。
【0032】
続いて、図4(c)に示すように、薄膜導体層15a及びビア底の第一導体層17をカソード電極とし、電解めっきを施して導通孔14及び薄膜導体層15a上に銅めっき層である第二導体層15bが形成される。この第二導体層15bは導通孔14にて第一導体層17に電気的に接続される。導通孔14内と薄膜導体層15a上に同時に銅めっき層が形成されるため、均一な銅めっき層が形成される。
【0033】
さらに、第二導体層15b表面にレジスト液が塗布され、露光、現像されることにより、図4(d)に示すように、第二導体層15b上に選択的にレジスト22が形成される。レジスト22の選択形成としては、レジスト液の塗布に限らず、例えばドライフィルムが貼着され、露光、現像により配線パターン以外の部分のドライフィルムを除去してもよい。
【0034】
次に、図4(e)に示すように、レジスト22が形成されず、露出した第二導体層15bは、エッチングにより除去される。エッチング完了後、レジスト22が除去され、図4(f)に示すように、第二導体層15b側の配線パターン15が形成される。
【0035】
以下、この配線パターン15上にレジストのラミネートにより保護層が形成され、また、第一導体層17上及びスプロケット領域13a上の保護層21が剥離されて、第一導体層17がパターニングされることにより、図1及び図2に示したように、パッド電極16及び両面の配線パターン15(片面は図示せず)が形成され、フィルムキャリアの製造が完了する。
【0036】
なお、このフィルムキャリアは、後段の製造工程において、パッド電極16とは反対側の面において配線パターンと電気的に接続されるように半導体チップが搭載されて樹脂封止され、しかる後、打抜き加工されることにより、外部要素のマザーボード等に実装可能な半導体装置となる。
【0037】
上述したように本実施形態によれば、フィルム11のめっき処理側の面上には薄膜導体層15aのみを形成し、この薄膜導体層15aの上からめっき処理を行うようにしたので、めっき処理の際に、導通孔14の開口部と導通孔14の内部との各導体層の厚さが略均一であることにより、めっき電流の集中が無くなり、めっきの成長速度が均一化される。
【0038】
このため、従来技術におけるめっきの成長速度の不均一に起因した開口部の変形やボイド等が無くなり、両面配線層とその導通孔との間の導通に関する信頼性を向上させることができる。
【0039】
また、導通孔14に変形が無く、パッド電極とパターンの接続が優れ、且つ、電気特性の優れたフィルムキャリアを得ることができる。
【0040】
なお、上記実施形態では、図3(a)〜(c)により、フィルム11に接着剤層12を貼着し、スプロケットホールを形成し、その後、第一導体層17を貼着するという順番で製造工程を説明したが、これに限らず、以下の(a−1)(a−2)に述べる製造工程としても、本発明を同様に実施して同様の効果を得ることができる。
【0041】
(a−1)すなわち、スプロケットホール13をフィルム11に形成し、次に、フィルム11の一方の面に接着剤層12を形成し、しかる後、この接着剤層12に銅箔等の金属箔を貼着して第一導体層17を形成する順序の製造工程としてもよい。
【0042】
なお、金属箔を全面に貼着してからスプロケットホール領域13aの金属箔を除去する工程と、あるいは、スプロケットホール領域13aを除いた内部領域の幅の金属箔を接着剤層12に貼着する工程と、のいずれの工程としてもよい。
【0043】
(a−2)また、銅箔等の金属箔にポリイミド樹脂の絶縁樹脂を塗布し、硬化させて(フィルム11に相当する)絶縁樹脂層を形成し、この絶縁樹脂層の両端側に沿ってスプロケットホール13を形成し、その後、スプロケットホール領域13aの金属箔を除去する工程としてもよい。なお、スプロケットホール13の形成前に、スプロケットホール領域13aの金属箔を除去してもよい。
【0044】
また、図3(e)により、両面のスプロケットホール領域13aにスプロケットホール保護層18を形成する場合について説明したが、これに限らず、第一導体層17側の面とは反対側のフィルム11側の面のみにスプロケットホール保護層18を形成する工程としても、本発明を同様に実施して同様の効果を得ることができる。また、スプロケットホール保護層18を形成する工程は、レーザ光の照射工程の前に行なってもよい。
【0045】
図4(b)により、スパッタ蒸着の後に第一導体層17側の全面に保護層21を形成する工程を説明したが、これに限らず、第一導体層17側の全面に保護層21を形成する工程は、レーザ光の照射工程の前、スプロケットホール領域にスプロケットホール保護層18を形成する工程の前、あるいは、スパッタ蒸着工程の前、のいずれのタイミングで行ってもよい。
【0046】
但し、前述したように、スパッタ蒸着工程の次に行い、薄膜導体層15aを形成した面のスプロケットホール保護層18を剥離して、改めてスプロケットホール領域13aに保護層21を形成することが望ましい。理由は、スパッタ蒸着後にスプロケットホール保護層18を剥離しない場合、薄膜導体層15aを形成した面ではスプロケットホール保護層18上にも薄膜導体層15aが形成されており、後のめっき工程でさらに厚く第二導体層15bが形成されるためである。すなわち、スプロケットホール保護層18上に第二導体層15bがあると、スプロケットホール保護層18を剥離した場合には境界部分にばりが生じ、ばりが製造工程中に脱落して配線パターンに付着してショートの原因になる等の悪影響がでるためである。
【0047】
また、薄膜導体層15aの形成後、第一導体層17側の面にスプロケットホール保護層18が形成されていた場合、一度剥離して全面に保護層21を形成することが望ましい。段差や境目が生じることがなくなり、めっき液の侵入を阻止できるためである。
【0048】
第二導体層15bは、所望の膜厚を安価で短時間で形成する観点から、前述したように、電解めっきを用いて形成することが望ましい。
【0049】
また、第二導体層15b側の配線パターン15の形成並びにその上の保護層の形成工程は、第一導体層17のパターニングの後に行ってもよい。
【0050】
その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【0051】
【実施例】
次に、本発明の一実施例と、従来の手法により作成された比較例とを比較して説明する。本発明の一実施例は、前述した製造方法により製造されたフィルムキャリアである。但し、製造寸法等は以下の通りとした。
フィルム11…50μm厚。
接着剤層12…12μm厚。
接着剤層付きフィルム22…48mm幅。
第一導体層17…12μm厚。
導通孔14…150μm径(ガラス版を介してエキシマレーザ光を照射)。
レジスト22…15μm厚。
第二導体層15b…18±3μm厚。
【0052】
(比較例)
次に、従来の製造方法によるフィルムキャリアを比較例として述べる。
図5(a)に示すように、50μm厚のポリイミドフィルムからなる絶縁性のフィルム11の両面に12μm厚の接着剤層12が形成され、しかる後、全体が48mm幅に断裁加工されて接着剤層付フィルム30が作製される。
【0053】
次に、前述同様にスプロケットホール13が打抜き形成され、図5(b)に示すように、スプロケットホール領域13aを除く接着剤層付フィルム30の両接着剤層12面に12μm厚の銅箔からなる導体層31が形成される。
【0054】
次に、片面の導体層31上に感光層が形成され、パターニング処理されて、図5(c)に示すように、導体層31の所定位置に150μm径の開口部31aが形成される。
【0055】
次に、図5(d)に示すように、開口部31aが形成された導体層31をマスクにしてエキシマレーザのレーザ光Lが照射され、接着剤層12及びフィルム11に開口部31aと同径の導通孔14が形成される。また前述同様に、導通孔14のスミアが除去される。
【0056】
次に、図5(e)に示すように、スプロケットホール領域13aにマスキングテープがラミネートされてスプロケット保護層18が形成される。
【0057】
次に、図5(f)に示すように、スパッタ蒸着により導通孔14内を含む全面に薄膜導体層15aが形成される。
【0058】
次に、図6(a)に示すように、スプロケット保護層18が除去された後、薄膜導体層15a及び導体層31をカソード電極とし、電解めっきを施して導体層31上及び導通孔14内に銅からなる金属導体32が形成される。
【0059】
但し、電解めっきの際に、導通孔14の開口部の導体層31により、開口部に電流が集中するため、開口部のめっき成長速度が導通孔14内のめっき成長速度より速くなる。このため、開口部の金属導体32は、導通孔14内の金属導体32よりも厚く、且つボイド(気孔)33を含むものとなっている。
【0060】
次に、図6(b)に示すように、フィルム11の両面の導体層31,32をパターニング処理し、パッド電極16及び配線パターン15を形成して、従来のフィルムキャリアの作製を完了した。
【0061】
従来方法を用いた比較例では、めっき成長速度に違いが生じたことにより、導通孔14が変形し、且つボイド33が生じ、導通に関する信頼性を低下させる可能性が生じていた。
【0062】
一方、本発明方法の一実施例では、めっき成長速度を略均一にでき、導通孔14に変形やボイドが無く、両面配線層とその導通孔との間の導通に関する信頼性を向上させることができた。
【0063】
詳しくは、本発明の一実施例では、導通孔14の開口部に銅めっき時に導体がないため、導通孔14の形状がレーザの加工形状に追随し、また、導通孔とパッド電極のめっき層が同一であることで、導通孔形状、接続と電気特性の優れたパッド電極16と配線パターン15を得ることができた。
【0064】
また、特に、第二導体層の厚さを18±3μmと規定したとき、上述した作用効果を容易且つ確実に奏することができた。
【0065】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、両面配線層とその導通孔との間の導通に関する信頼性を向上し得るフィルムキャリアの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るフィルムキャリアの構成を示す模式図
【図2】同実施形態における2−2線矢視断面図
【図3】同実施形態におけるフィルムキャリアの製造方法を説明するための工程断面図
【図4】同実施形態におけるフィルムキャリアの製造方法を説明するための工程断面図
【図5】従来の製造方法を用いた比較例の工程断面図
【図6】従来の製造方法を用いた比較例の工程断面図
【符号の説明】
10…フィルムキャリア
11…フィルム
12…接着剤層
13…スプロケットホール
13a…スプロケットホール領域
14…導通孔
15…配線パターン
15a…薄膜導体層
15b…第二導体層
16…パッド電極
17…第一導体層
18…スプロケットホール保護層
20…接着剤層付フィルム
21…保護層
22…レジスト
L…レーザ光
Claims (4)
- 少なくとも以下の工程[a]〜[h]を含んでいることを特徴とするフィルムキャリアの製造方法。
[a]長尺状の絶縁フィルムの一方の面に第一導体層を形成すると共に、前記絶縁フィルムの両端に長手方向に沿って複数のスプロケットホールを形成する工程。
[b]前記第一導体層とは反対側の絶縁フィルムにレーザ光を照射し、当該絶縁フィルムから第一導体層に達する導通用孔を形成する工程。
[c]前記各スプロケットホール及びその周辺部を覆うようにスプロケットホール保護層を形成する工程。
[d]前記スプロケットホール保護層及び前記導通用孔の形成後、前記絶縁フィルム側にスパッタリング処理を施し、前記絶縁フィルム上に薄膜導体層を形成する工程。
[e]前記薄膜導体層の形成後、前記スプロケットホール保護層を剥離し、前記第一導体層を覆うように導体保護層を形成する工程。
[f]前記導体保護層の形成後、前記薄膜導体層上及び前記導通用孔にめっき処理を施して第二導体層を形成する工程。
[g]前記第二導体層の形成後、前記第二導体層をパターニング処理して配線パターンを形成し、この配線パターン上に保護層を形成し、前記第一導体層上の導体保護層を剥離する工程。
[h] 前記導体保護層の剥離後、前記第一導体層をパターニング処理して配線パターンを形成する工程。 - 請求項1に記載のフィルムキャリアの製造方法において、
前記工程[a]に代えて、以下の工程[a]を含んでいることを特徴とするフィルムキャリアの製造方法。
[a]長尺状の金属箔の一方の面に絶縁樹脂を塗布及び硬化させて絶縁樹脂層である絶縁フィルムを形成し、この絶縁フィルムの両端に長手方向に沿って複数のスプロケットホールを形成した後、前記各スプロケットホールの周辺部の金属箔を除去し、残った金属箔である第一導体層を形成する工程。 - 請求項1に記載のフィルムキャリアの製造方法において、
前記工程[a]に代えて、以下の工程[a]を含んでいることを特徴とするフィルムキャリアの製造方法。
[a]長尺状の金属箔の一方の面に絶縁樹脂を塗布及び硬化させて絶縁樹脂層である絶縁フィルムを形成し、この絶縁フィルムの両端の長手方向に沿って前記金属箔を除去した後、前記除去により露出した絶縁フィルムの両端に長手方向に沿って複数のスプロケットホールを形成し、残った金属箔である第一導体層を形成する工程。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のフィルムキャリアの製造方法であって、
前記第二導体層の厚さが18±3μmであることを特徴とするフィルムキャリアの製造方法。
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