JP7002238B2 - 配線基板用テープ基材、及び配線基板用テープ基材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板用テープ基材、及び配線基板用テープ基材の製造方法に係り、例えば、配線基板、電源回路基板に使用され、導電性のパターン金属層を絶縁層樹脂上に形成する技術に関する。

近年、電子部品が実装されたフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）が携帯電話やデジタルカメラなどの各種電子機器において広く使用されている。
そして、半導体素子の高集積化が進み、素子の高密度化に対応すべく、ＦＣＢ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｂｏｎｄｉｎｇ）実装方法が開発、実用化されている。
このＦＣＢ実装方法において、効率よく大量生産による製造を可能にする工法としてＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術や、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）技術がある。これらは、所定幅の絶縁フィルム上に、導体金属を接着材で貼付した配線基板用テープ基材を使用し、配線基板用テープ基材の導体金属をエッチング等の手法で所望のリードパターン形状に形成するものである。

このような配線基板用テープ基材では、銅箔を接着する絶縁フィルムの両側に、スプロケットと係合するパーフォレーシヨン（穴）を所定間隔で形成したキャリアテープを使用することで、テープ送りや位置合わせを行いながら連続的にリードパターンを形成している。

しかし、特許文献１に記載したＴＡＢ技術を含め、従来のＴＡＢやＣＯＦで使用する配線基板用テープ基材では、パーフォレーションが絶縁フィルムに形成されているため、絶縁フィルムの吸湿、温度変化による延び、縮みの発生が原因で、穴位置の精度が低下し、高精度を要する高密度実装には適さないという課題があった。

特開昭５１－６５８７７号公報

本発明は、配線基板用テープ基材を移動する際の位置精度を高くすることを目的とする。

（１）請求項１に記載の発明では、各種素子が配設される長尺の配線基板用テープ基材であって、所定幅の金属箔と、前記金属箔の一方の側の面に接着された絶縁フィルムと、を備え、前記金属箔は、製造ラインにおける搬送用の係合部として、前記金属箔の幅方向の両端に、長手方向に沿って所定間隔で切欠きが形成されている、ことを特徴とする配線基板用テープ基材を提供する。
（２）請求項２に記載の発明では、前記絶縁フィルムの厚さは、前記金属箔よりも薄い、ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板用テープ基材を提供する。
（３）請求項３に記載の発明では、前記金属箔と前記絶縁フィルムとは、接着材により又は圧着により接着されている、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配線基板用テープ基材を提供する。
（４）請求項４に記載の発明では、前記絶縁フィルムには、半導体素子が配置される位置に貫通孔が形成されている、ことを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の配線基板用テープ基材を提供する。
（５）請求項５に記載の発明では、前記金属箔の、前記絶縁フィルムが接着されている領域には、前記金属箔によるリードパターンが形成されている、ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１の請求項に記載の配線基板用テープ基材を提供する。
（６）請求項６に記載の発明では、請求項４に従属する請求項５に記載の配線基板用テープ基材であって、前記絶縁フィルムに形成された前記貫通孔に対応する前記金属箔の位置に貫通孔が形成され、前記金属箔に形成された貫通孔は、前記絶縁フィルムに形成された貫通孔の内側まで延びる前記リードパターンによるインナーリードを残して、形成されている、ことを特徴とする配線基板用テープ基材を提供する。
（７）請求項７に記載の発明では、所定幅の金属箔の一方の側の面に絶縁フィルムを接着する工程と、前記金属箔の幅方向の両端に、製造ラインにおける搬送用の係合部として、長手方向に沿って所定間隔で切欠きを形成する工程と、前記金属箔上にレジスト層を形成する工程と、前記形成したレジスト層に対して、リードパターンに対応したフォトマスクによる露光、現像を行う工程と、エッチングにより前記金属箔によるリードパターンを形成する工程と、前記形成したリードパターンの露出面をめっきする工程と、前記めっき後のリードパターンに絶縁膜を形成する工程と、からなることを特徴とする配線基板用テープ基材の製造方法を提供する。
（８）請求項８に記載の発明では、前記金属箔に接着する前記絶縁フィルムの、半導体素子が配置される位置に貫通孔を形成する工程と、前記エッチングを行う前に、前記絶縁フィルムの貫通孔を裏止めする工程と、を更に有することを特徴とする請求項７に記載の配線基板用テープ基材の製造方法を提供する。

本発明によれば、金属箔の幅方向の両端側に、長手方向に沿って所定間隔で、製造ラインにおける搬送用の係合部が形成されているので、配線基板用テープ基材を移動する際の位置精度を高くすることができる。
また、位置精度が高くなったことで、素子の高密度実装を高精度で行うことが可能になる。

本実施形態における配線基板用テープ基材の構成を表した部分斜視図である。 配線基板用テープ基材の他の構成を表した部分斜視図である。 ＴＡＢ基板の製造工程を表したフローチャートである。 ＴＡＢ基板の製造工程における状態を表した説明図である。 ＴＡＢ基板の製造工程における状態を表した他の説明図である。 ＴＡＢ基板の製造工程における状態を表した更に他の説明図である。

以下、本発明の配線基板用テープ基材とその製造方法の好適な実施形態について、ＴＡＢ基板を例に説明する。
（１）実施形態の概要
本実施形態の配線基板用テープ基材１では、厚み５～３００μｍの金属箔１０の両側面に、搬送用のスプロケット等と係合するパーフォレーション１１を形成し、この金属箔１０の一方の面に絶縁フィルム２０を接着材で接着することで形成する。
絶縁フィルム２０の幅Ｑは、両パーフォレーション１１間の幅よりも狭い幅であるが、金属箔１０と同じ幅としてもよい。この金属箔１０と同一幅である場合の絶縁フィルム２０には、同じ位置にパーフォレーション１１が形成される。

このように、配線基板用テープ基材１を搬送するための係合部（パーフォレーション１１）を、金属箔１０に形成することで、積層した絶縁フィルム２０が吸湿や温度により伸縮することがなく、パーフォレーションピッチのズレが抑制され、高精度が要求される高密度実装を可能にすることができる。

（２）実施形態の詳細
図１は本実施形態が適用される配線基板用テープ基材１の構成を表した部分斜視図で、あり、（ａ）は一方の面側を表し、（ｂ）はその裏側の面を表している。
配線基板用テープ基材１は、例えば、約φ２０～４０ｃｍのリールに巻き取られることを前提とした長尺サイズに形成されている。
配線基板用テープ基材１の幅Ｗは、図１に示すように、例えば写真撮影用３５ｍｍフィルムと同一規格で、全幅Ｗ＝３４．９７５ｍｍの長尺形状に形成されている。また、対象となる製品に応じた幅として４８ｍｍや７０ｍｍ等の各種サイズに形成される。

配線基板用テープ基材１は、金属箔１０と、この金属箔１０に接着された絶縁フィルム２０とを備えている。
本実施形態において、金属箔１０と絶縁フィルム２０とは接着材で接着されているが、加熱圧着により両者を直接接着（接合）させるようにしてもよい。
配線基板用テープ基材１は、ＴＡＢやＣＯＦで使用する基材であり、後述するように金属箔１０がエッチング加工やレーザ加工、精密型加工等の手法で所望のリードパターン形状に形成される。
金属箔１０には、その幅方向の両側に、配線基板用テープ基材１を移動させるための係合部として機能するパーフォレーション１１が所定間隔Ｐ毎に複数形成されている。本実施形態では、所定間隔Ｐ（パーフォレーションピッチ）＝４．７５ｍｍの寸法規格に従って形成されているが、この所定間隔Ｐは、製造装置における配線基板用テープ基材１の移動機構で使用されるスプロケット等の規格に合わせたものであるため、この値に限られず製造装置等に応じて変更可能である。

本実施形態におけるパーフォレーション１１は、金属箔１０の幅方向の両端面に、打ち抜きにより切欠きを形成している。
パーフォレーションを絶縁フィルム２０に形成する場合には、その強度を確保するために、端部を残す貫通孔を形成する必要があるが、本実施形態の配線基板用テープ基材１では、強度が十分にある金属箔１０に形成しているため、端部を残さない切欠き形状となっている。これにより、金属箔１０の幅Ｗを狭くすることが可能になり、又は、同一の幅Ｗに対しては、両側のパーフォレーション１１の間隔が広がることで、リードパターンの形成領域を広くすることができる。
なお、図１に示すようにパーフォレーション１１の形状は、方形に形成されているが、これに限らず、製造装置の搬送手段に合わせて、円形や楕円形等の各種他の形状とすることが可能である。

本実施形態の金属箔１０は銅箔で構成されるが、他の金属として基板材料に通常使用されているものであれば特にその種類を限定するものではない。例えば、金属箔１０として、銀、白金、金、アルミニウム、ニッケルなどの板又は箔等を使用することが可能である。
金属箔１０の厚みは、５～４００μｍの範囲である。好ましくは、２０～３００μｍの範囲であり、特に好ましくは、３０～２５０μｍの範囲である。本実施形態の配線基板用テープ基材１では、多目的基板として適用できるフレキシブル基板の製造を目的としているため、例えば、配線基板の他に板バネスイッチ用基板としても使用可能にするため、上記範囲以内の厚みが必要とされる。また、製造時に必要とされる基板全体の可撓性を確保するため、上記設定範囲としている。

絶縁フィルム２０は、ＰＩ（ポリイミド）フィルムが使用される。絶縁フィルム２０にはパーフォレーションが形成されていないので、その厚さを配線基板用テープ基材１の移送用の強度確保のために厚くする必要がないため、常に金属箔１０の厚さよりも薄いものを使用する。
本実施形態では、絶縁フィルム２０の厚さを、金属箔１０の厚さの１／２～１／１２の範囲とし、好ましくは、１／６～１／１０の範囲である。
このように、絶縁フィルム２０の厚さを薄くすることで、配線基板用テープ基材１としての可撓性の低下を抑制することができる。また、半導体素子を樹脂封止する場合において、絶縁フィルム２０が薄いため、層内の水分が半導体素子の信頼性を低下させることを抑制できる。

図１に示した配線基板用テープ基材１では、例えば、ＣＯＦ基板の制作に使用する場合を含めた構造として表示しているが、例えば、ＴＡＢ基板として使用する場合には、半導体素子用の貫通孔（ＩＣホール）を形成した絶縁フィルム２０を使用するようにしてもよい。
また、図１の絶縁フィルム２０の幅Ｑは、金属箔１０の幅Ｗよりも狭く形成（Ｑ＜Ｗ）されているが、金属箔１０と絶縁フィルム２０の幅を同じ（Ｑ＝Ｗ）にしてもよい。この場合、パーフォレーション１１は金属箔１０と絶縁フィルム２０の両者に形成される。

図２は、配線基板用テープ基材１の他の構成について表したものである。
図１の配線基板用テープ基材１では、金属箔１０の幅方向両端に係合部として機能するパーフォレーション１１を所定間隔Ｐ毎に切欠いた状態に形成している。
これに対して図２（ａ）に示した配線基板用テープ基材１では、金属箔１０の幅方向の両端側に貫通孔によるパーフォレーション１２を形成している。このパーフォレーション１２は、打ち抜きにより形成しているが、レーザ加工等により形成するようにしてもよい。また、図２（ａ）の配線基板用テープ基材１では、円形の貫通孔について表示しているが、貫通孔の形状については円形である必要はなく、製造装置の搬送手段に合わせて、方形や楕円形等の他形状に形成することも可能である。

図２（ｂ）は、配線基板用テープ基材１を搬送するための係合部１３を、金属箔１０の幅方向の両端側に所定間隔Ｐ毎に形成している。係合部１３は、円柱状の突起により構成されているが、この形状についても製造装置の搬送手段に合わせて角柱や楕円柱等の他の形状とする事が可能である。
図２（ｂ）の係合部１３は、金属箔１０の両面のうち絶縁フィルム２０が配設された側に形成されているが、逆側の面に配設するようにしてもよく、また両面に形成するようにしてもよい。

次に、以上のように構成された配線基板用テープ基材１を使用したＴＡＢ基板の製造方について図３～図６を参照して説明する。
図３は、ＴＡＢ基板を製造する各工程を表したフローチャートであり、図４～図６は各工程における状態を表した説明図である。
最初の銅箔形成工程（ステップ１０）では、図４（ａ）に示すように金属箔を、所定幅Ｗの長尺に形成し、図４（ｂ）に示すように打ち抜き加工により端部を切欠くことで、幅方向の両端に所定間隔Ｐ毎に、パーフォレーション１１を形成する。

絶縁フィルム形成工程（ステップ１１）では、図４（ｃ１）（ｃ２）に示すように、所定幅Ｑの絶縁フィルム２０を形成する。
なお、図４（ｃ１）は、絶縁フィルム２０の平面図で、この平面図に表した点線円内に対応した位置の断面を表したのが図４（ｃ２）である（以下同じ）。この断面図に示したように、この段階での絶縁フィルム２０の一方の面には接着材２０１が塗布され、その上面には保護フィルム２０２が貼付されている。
後述するエッチング工程（ステップ１６）において、金属箔１０に貫通孔を形成する箇所に対応する位置に貫通孔を打ち抜きにより形成する。図４（ｄ１）（ｄ２）では、半導体素子用の貫通孔２０３、及び、その他の貫通孔２０４を形成する。
なお、説明の都合上、銅箔形成工程（ステップ１０）の後に絶縁フィルム形成工程（ステップ１１）の説明を行ったが、この両工程については逆に行うことも可能である。また、同時並行して行うことも可能である。

次のラミネート工程（ステップ１２）では、図５（ｅ１）（ｅ２）に示すように、絶縁フィルム２０表面の保護フィルム２０２を剥がして、絶縁フィルム２０を金属箔１０に接着する。
なお、ステップ１０の銅箔形成工程においてパーフォレーション１１を形成する場合について説明したが、このラミネート工程により金属箔１０に絶縁フィルム２０を接着した後に、パーフォレーション１１を形成することも可能である。

次のフォトレジスト工程（ステップ１３）では、図５（ｆ１）（ｆ２）に示すように、金属箔１０における絶縁フィルム２０と反対側の面にフォトレジスト層１１１を形成する。形成するフォトレジスト層１１１の幅は、絶縁フィルム２０の幅Ｑと同じ幅であるが、より広い幅に形成するようにしてもよい。
本実施形態におけるフォトレジスト層１１１の形成は、ロールコータ式塗布によるが、フォトレジスト層１１１となるドライフィルムを金属箔１０の表面にラミネートすることで形成してもよい。

次の露光・現像工程（ステップ１４）では、図５（ｇ２）に示すように、フォトレジスト層１１１に紫外線５００を照射して、フォトマスクのリードパターンを転写し、その後、現像液に浸漬して未感光部分１１２を除去する（現像）。
また、現像後にフォトレジスト層１１１中の溶剤や水分の除去、残ったリードパターン部分を熱架橋させて金属箔１０との密着性を高めるためにベーキングを行う。

次の裏止め工程（ステップ１５）では、図５（ｈ２）に示すように、絶縁フィルム２０の表面に裏止め材２０５を塗布することで、貫通孔２０３、２０４を封止する。塗布する裏止め材２０５は各種材料を使用可能であるが、本実施形態では、ポリイミドが使用される。
なお、本実施形態では、絶縁フィルム２０の全面に裏止め材２０５を塗布するが、貫通孔２０３、２０４に対応する箇所に限定して塗布するようにしてもよい。

次のエッチング工程（ステップ１６）では、図６（ｉ２）に示すように、塩化第２鉄水溶液に浸漬し、リードパターン以外の金属部分１１３を除去する。これにより、露光・現像工程（ステップ１４）で金属箔１０上に形成したリードパターンに対応した所定のパターンの導体パターン層（金属箔１０による配線回路）が形成される。
その後、剥離工程（ステップ１７）において、フォトレジスト層１１１と裏止め材２０５を剥離する。

次に、めっき工程（ステップ１８）により、図６（ｊ２）に示すように、リードパターンに形成された金属箔１０の露出表面に金めっき１１４を施す。
なお、図６（ｊ１）は、図４（ｃ１）の点線円に対応した箇所の平面図である。この図６（ｊ１）において、黒の太線で示した箇所が、エッチング工程後のリードパターンであり、半導体素子用の貫通項２０３の内側にまで延びるインナーリード（フライングリード）１１５が形成されている。

次に、ソルダーレジスト工程（ステップ１９）では、図６（ｋ２）に示すように、スクリーン印刷により、リードパターンの必要箇所を絶縁膜１１６で覆い保護する。
最後の検査工程（ステップ２０）では、エッチング不良、めっき不良、異物付着等の各種検査項目の検査を行う。

以上、配線基板用テープ基材についてＴＡＢ基板とその製造方法について説明した。
これに対しＣＯＦ基板の場合、半導体素子用等の貫通孔は不要であるため、当該貫通孔の形成や当該貫通孔の裏止めの形成、剥離に関する処理が不要な点を除き、ＴＡＢ基板と同様に形成することができる。

以上説明したように本実施形態の配線基板用テープ基材、ＴＡＢ基板、及び、その製造方法によれば、次の効果を得ることができる。
（１）配線基板用テープ基材において、金属箔の幅を、絶縁フィルムの幅以上とし、配線基板用テープ基材を搬送するための係合部（パーフォレーション１１、１２、係合部１３等）を金属箔に形成したので、吸湿や温度による伸縮の影響を抑えることができ、その結果、配線基板用テープ基材を移動する際の位置精度を高くすることが可能になる。更に、位置精度が高くなったことで、素子の高密度実装を高精度で行うことが可能になる。
具体的には、基材となる金属箔をテープ幅全域にわたり形成することにより、形成されるリードパターン（配線回路）と係合部とが一体構造部になるため、係合部の位置とリードパターンの位置と相対精度を向上させることができる。
その結果、例えばＴＡＢ基板への超多ピンの半導体チップの実装、或はＴＡＢ基板上での電子部品も実装が容易に実現できるとともに、多品種の異なるパターンを同一ＴＡＢ基板に形成することも可能となり、ＴＡＢ基板上のスペース効率を大幅に向上させることが可能となる。
（２）配線基板用テープ基材を移動の際に必要な力を金属箔に形成した係合部で受けるため、より薄い絶縁フィルムを使用することができる。
（３）絶縁フィルムが薄いので、接続した半導体素子を樹脂封止する場合に、絶縁フィルム層内の水分（フィルム吸湿）による樹脂クラック等を抑えることができ、歩留まりを向上させることができる。

１ 配線基板用テープ基材
１０ 金属箔
１１、１２ パーフォレーション
１３ 係合部
１１１ フォトレジスト層
１１２ 未感光部分
１１３ リードパターン以外の金属部分
１１４ 金めっき
１１５ インナーリード
１１６ 絶縁膜
２０ 絶縁フィルム
２０１ 接着材
２０２ 保護フィルム
２０３ 半導体素子用の貫通孔
２０４ その他の貫通孔
２０５ 裏止め材

Claims (8)

1. 各種素子が配設される長尺の配線基板用テープ基材であって、
   所定幅の金属箔と、
   前記金属箔の一方の側の面に接着された絶縁フィルムと、を備え、
   前記金属箔は、製造ラインにおける搬送用の係合部として、前記金属箔の幅方向の両端に、長手方向に沿って所定間隔で切欠きが形成されている、
   ことを特徴とする配線基板用テープ基材。
2. 前記絶縁フィルムの厚さは、前記金属箔よりも薄い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板用テープ基材。
3. 前記金属箔と前記絶縁フィルムとは、接着材により又は圧着により接着されている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配線基板用テープ基材。
4. 前記絶縁フィルムには、半導体素子が配置される位置に貫通孔が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の配線基板用テープ基材。
5. 前記金属箔の、前記絶縁フィルムが接着されている領域には、前記金属箔によるリードパターンが形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１の請求項に記載の配線基板用テープ基材。
6. 請求項４に従属する請求項５に記載の配線基板用テープ基材であって、
   前記絶縁フィルムに形成された前記貫通孔に対応する前記金属箔の位置に貫通孔が形成され、
   前記金属箔に形成された貫通孔は、前記絶縁フィルムに形成された貫通孔の内側まで延びる前記リードパターンによるインナーリードを残して、形成されている、
   ことを特徴とする配線基板用テープ基材。
7. 所定幅の金属箔の一方の側の面に絶縁フィルムを接着する工程と、
   前記金属箔の幅方向の両端に、製造ラインにおける搬送用の係合部として、長手方向に沿って所定間隔で切欠きを形成する工程と、
   前記金属箔上にレジスト層を形成する工程と、
   前記形成したレジスト層に対して、リードパターンに対応したフォトマスクによる露光、現像を行う工程と、
   エッチングにより前記金属箔によるリードパターンを形成する工程と、
   前記形成したリードパターンの露出面をめっきする工程と、
   前記めっき後のリードパターンに絶縁膜を形成する工程と、
   からなることを特徴とする配線基板用テープ基材の製造方法。
8. 前記金属箔に接着する前記絶縁フィルムの、半導体素子が配置される位置に貫通孔を形成する工程と、
   前記エッチングを行う前に、前記絶縁フィルムの貫通孔を裏止めする工程と、
   を更に有することを特徴とする請求項７に記載の配線基板用テープ基材の製造方法。

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