(57)【要約】      （修正有）【課題】リード間ピッチが狭い高品質の回路を有するフレキシブルプリント回路テープの製造方法を提供する。【解決手段】金属層とフレキシブルフィルムからなる積層体を用意すること、第一のエッチング工程においてエッチングして、減厚された厚さ１．５〜４μｍの金属層を形成させること、前記減厚された金属層上にフォトレジストを適用し、配線パターンイメージで露光・現像して、前記配線パターンイメージで前記金属を露出させること、前記金属上に新たな金属層をメッキすること、前記フォトレジストを除去して、前記減厚された金属層を露出させること、及び、前記減厚された金属層が除去されるまで第二のエッチング工程において前記積層体の表面をエッチングして、前記フレキシブルフィルム層の表面に前記配線パターンを形成させることを含む、フレキシブルプリント回路テープの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層とフレキシブルフィルムからなる積層体を用意すること、
前記積層体の前記金属層を第一のエッチング工程においてエッチングして、減厚された厚さ１．５〜４μｍの金属層を形成させること、
前記減厚された金属層の表面上にフォトレジストを適用し、前記フォトレジストに対して配線パターンイメージで露光しそして現像して、前記配線パターンイメージで前記金属層を露出させること、
前記配線パターンイメージで露出された前記金属層上に、新たな金属層をメッキすること、
前記フォトレジストを除去して、前記減厚された金属層を露出させること、及び、
前記減厚された金属層が除去されるまで第二のエッチング工程において前記積層体の表面をエッチングして、前記フレキシブルフィルム層の表面に前記配線パターンを形成させること、を含む、フレキシブルプリント回路テープの製造方法。
【請求項２】
前記新たな金属層をメッキする工程は電解メッキにより行われる、請求項１記載のフレキシブルプリント回路テープの製造方法。
【請求項３】
前記積層体はキャスティング法により樹脂フィルムを金属層の表面に形成したものである、請求項１又は２記載のフレキシブルプリント回路テープの製造方法。
【請求項４】
前記積層体は金属箔の表面にポリイミド系前駆体を塗布し、乾燥させそして硬化させて形成させたポリイミド系フィルム層を含む、請求項３記載のフレキシブルプリント回路テープの製造方法。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれか１項記載の製造方法により製造されたフレキシブルプリント回路テープ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフレキシブルプリント回路用テープの製造方法及びそれにより製造されるフレキシブルプリント回路用テープに関する。
【０００２】
【従来の技術】
テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）及びチップオンフィルム（ＣＯＦ）タイプの半導体装置キャリアテープを含めたフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）テープでは、半導体装置の小型化に伴い、リード間のピッチの小さい微細な配線層を、絶縁信頼性を確保しながら形成することが求められてきた。一般に、配線層により構成される回路の形成方法には、所定厚さの銅箔などの金属層をパターンエッチングすることで回路を形成するサブトラクト法と、所定の厚さまで電解メッキして銅厚を積み重ねて回路を形成するアディティブ法がある。アディティブ法では、リードの厚みを確保しながら、リード間のピッチの狭い回路が製造しやすいとされている。
【０００３】
一方、ＦＰＣテープを構造面から見ると、フレキシブルフィルム層の上にパターン状の金属層（配線層）を有する積層体の構造である。ＦＰＣテープは、従来、フレキシブルフィルム層と金属箔とを接着剤を介して積層した３層構造体に基づくものが一般的であったが、このような構造ではファインピッチ化に対応できなくなっている。このため、ＦＰＣテープは、接着剤層を介さないで金属層とフレキシブル層とを複合化させた２層構造に基づくものから製造されるようになってきた。２層構造のＦＰＣテープの製造方法としては、１２μｍ又はそれ以上の厚さの銅箔にポリイミド前駆体ワニスを塗布し、加熱して、イミド化させるなど、金属層上への樹脂のキャスティングによる製造方法と、ポリイミドフィルムに直接的に金属を蒸着などの手段でメタライジングし、さらに電解メッキで所定の厚さまで金属層を形成するなど、樹脂フィルム上への金属層の成長による製造方法とがある。
【０００４】
前者のキャスティングによる製造方法では、絶縁信頼性が非常に高いＦＰＣテープが得られるものと言われている。この方法では金属層は、まず、ドラム上に成長されるが、ドラムは凹凸を有するので、その凹凸が金属層に転写されて、１μｍ程度又はそれ以下の表面粗さを有する金属層が得られる。このような凹凸を有する金属層上に樹脂フィルム層を形成した２層構造の積層体は金属層と樹脂フィルムとの界面に凹凸を有する。このような積層体の金属層をパターンエッチングすることで回路を形成する（サブトラクティブ法）場合、オーバーエッチングが特に側面において生じ、リード厚とリード幅を十分に確保することが困難になり、結果として、ピッチの狭い回路を形成することが困難になる。
【０００５】
一方、後者のフレキシブルフィルム上への金属層の成長による製造方法では、樹脂層と金属層との界面は平滑であるから、リード間ピッチの狭い回路は形成しやすいが、樹脂フィルムと金属層との接合強度が弱く、また、絶縁信頼性が低いことが問題となっている。
【０００６】
また、リードの導電信頼性を確保するために配線層の断線を防止することが重要である。特に、金属箔を用いた場合には上記のような表面粗さに基づくリードの断線が問題となっている。このような問題を解決しようとする技術として、特許文献１は厚さ１２μｍ以上の銅箔とポリイミド系フィルムからなる基材を用い、該銅箔を５〜９μｍの厚さにエッチングする、半導体キャリア用フィルムの製造方法を開示している。この文献には、このようにして得られたフィルムの銅箔側にフォトレジストを塗布し、乾燥した後、露光、現像、エッチング、フォトレジストの剥離の工程で配線回路パターンを形成することが開示されている。特許文献２にも、樹脂テープ層と銅箔などの金属箔を複合化し、前記金属箔にフォトエッチング加工を施すことにより所定のパターンの配線層を形成する半導体装置用テープキャリアの製造方法において、第一のエッチング工程で、減厚された金属箔を形成した後に、レジストを塗布し、乾燥し、露光し、現像し、第二のエッチングを施す半導体装置用テープキャリアの製造方法を開示している。これらの特許文献に記載された方法では、金属箔上にある表面の粗さをなくすための第一のエッチングと、配線層による回路を形成するための第二のエッチングを用いており、第一のエッチングにより、リードの導電信頼性を高めようとするものである。しかしながら、第一のエッチングで金属層の厚さを薄くしすぎると、リードにピンホールを生じて、導電信頼性が確保できないという問題がある。一方、第一のエッチングで金属層の厚さを十分に薄くしないと、側面でのオーバーエッチングでリードの側面垂直性が低くなり、リード間ピッチの狭い回路を絶縁信頼性もって製造することが困難である、という問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１９８３９９公報
【特許文献２】
特開２００２−１９８４００公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高いリード間絶縁信頼性及びリード導電信頼性を両立したリード間のピッチが狭い高品質の回路を有するフレキシブルプリント回路テープを製造するための方法を提供することである。また、本発明の別の目的は、このような製造方法を用いて製造されるフレキシブルプリント回路テープを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの態様によると、金属層とフレキシブルフィルムからなる積層体を用意すること、
前記積層体の前記金属層を第一のエッチング工程においてエッチングして、減厚された厚さ１．５〜４μｍの金属層を形成させること、
前記減厚された金属層の表面上にフォトレジストを適用し、前記フォトレジストに対して配線パターンイメージで露光しそして現像して、前記配線パターンイメージで前記金属層を露出させること、
前記配線パターンイメージで露出された前記金属層上に、新たな金属層をメッキすること、
前記フォトレジストを除去して、前記減厚された金属層を露出させること、及び、
前記減厚された金属層が除去されるまで第二のエッチング工程において前記積層体の表面をエッチングして、前記フレキシブルフィルム層の表面に前記配線パターンを形成させること、
を含む、フレキシブルプリント回路テープの製造方法が提供される。
かかる方法では、十分なリード厚とリード幅を確保したリード間ピッチの狭い回路をフレキシブルフィルム上に有し、リードとフィルムとの間に十分な接合強度を有するフレキシブルプリント回路テープを製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明のフレキシブルプリント回路テープの製造方法についての実施の形態を記載する。図１及び２は本発明のフレキシブルプリント回路テープの製造方法の１態様の工程図（それぞれ、前半の工程及び後半の工程）を示す。まず、図１（ａ）（工程（ａ））に示すように、フレキシブルフィルム１と金属層２からなる積層体を用意する。フレキシブルフィルム１はフレキシブルプリント回路テープのために一般に使用されているベース支持体のいずれであってもよい。フレキシブルフィルム１として、耐熱性、耐久性、可とう性、低熱膨張性などの観点から、通常、ポリイミドフィルムが用いられる。また、金属層２としてはコストや性能面から、通常、銅層が用いられる。フレキシブルフィルム１と金属層２からなる積層体は従来から既知のどのような方法で製造されたものであってもよい。例えば、（Ｉ）金属層の上に樹脂をキャスティングすることによる方法、（ＩＩ）樹脂フィルム上への金属層の成長による方法、あるいは、（ＩＩＩ）金属箔と、樹脂フィルムとの接着剤を介した積層による方法が挙げられる。一般に、方法（Ｉ）及び（ＩＩ）により製造される２層構造体は、方法（ＩＩＩ）により製造される３層構造体よりも、回路のファインピッチ化に対応できるので好ましい。また、方法（Ｉ）により製造される積層体は金属層とフィルム層との接合強度が高いので好ましい。方法（Ｉ）による方法では、より具体的には、銅箔などの金属箔上にポリアミック酸溶液などのポリイミド前駆体溶液を塗布し、それを加熱し、乾燥及びイミド化（硬化）させることで金属箔とポリイミドフィルムからなる積層体を製造することができる。また、方法（ＩＩ）では、ポリイミドフィルムなどの樹脂フィルム上に金属層を蒸着などの手段でメタライジングすることで積層体を製造することができる。なお、フレキシブルフィルム１はフレキシブルプリント回路テープのベース支持体となるものであり、その厚さは、限定するわけではないが、通常、２０〜４０μｍであり、より通常には２５〜３８μｍである。金属層２の厚さは後続のエッチング工程（ｂ）で低減されるので、特に限定されることはないが、銅箔の場合には、１０〜３０μｍの厚さが一般的であり、工程（ｂ）でのエッチング工程を容易にするために、１０〜１５μｍが特に適切である。１０μｍ未満の厚さの銅箔では製造コストが高くなり、また、３０μｍ以上であると、エッチング工程（ｂ）でのエッチング工程で負荷が高くなるからである。
【００１１】
図１（ｂ）（工程（ｂ））の第一のエッチング工程において、積層体の金属層２をエッチングして、その厚さが低減された金属層２’を得る。この金属層２’は、フレキシブルフィルム１上に形成される配線層（リード）の根元部分を構成するようになるものである。この金属層２’はフレキシブルフィルム１と十分な接合強度を有する層として存在している。金属層２’の厚さは、１．５〜４μｍであり、好ましくは２〜３μｍであり、最も好ましくは約２μｍである。金属層２’の厚さが１．５μｍ未満であると、金属層２’とフレキシブルフィルム１との界面での凹凸のために、金属層２’にピンホールを発生し、フレキシブルフィルム１が露出してきて、後続の工程での回路形成に支障をきたすことがある。また、金属層２’とフレキシブルフィルム１との接合強度を維持できなくなることがある。一方、金属層２’が４μｍを超える厚さであると、工程（ｆ）での金属層２’の除去工程の負荷が大きくなりすぎるおそれがある。工程（ｆ）での負荷が大きくなると、得られるリードの側面垂直性が低くなりそしてリード幅が細くなるので、断線欠陥を生じるおそれがあり、結果として、狭いリード間ピッチの回路を製造することができなくなる。
【００１２】
工程（ｂ）におけるエッチング工程では、従来から公知のどのエッチング方法を用いてもよい。例えば、塩化第二鉄溶液や、過酸化水素水と硫酸水溶液との混液などのエッチング溶液中にフレキシブルフィルム１と金属層２からなる積層体を浸漬するか、又はエッチング溶液を積層体にスプレーするなどして、金属層２を所望の厚さに減厚させる。その後、水洗及び乾燥処理を行う。
【００１３】
次に、上記のとおりに減厚された金属層２’の表面上に、フォトレジストを塗布し、固化させるか、あるいは、ドライフィルムの形態のフォトレジストを貼り付ける。かかるフォトレジスト膜を所望の配線パターンでパターン露光し、現像処理を行い、硬化したフォトレジスト３を残存させ、未硬化のフォトレジストを除去することで、配線層のパターンイメージで金属層２’を露出させる（図１（ｃ）（工程（ｃ））を参照されたい）。
【００１４】
次に、図２（ｄ）（工程（ｄ））に示すように、配線パターンイメージで露出された金属層２’の上に金属層４をメッキする。この新たな金属層４は露出された金属層２’と異なる金属であってもよいが、好ましくは、同一の金属であり、より好ましくはいずれも銅金属である。ここで、メッキは電解メッキ、化学メッキ、蒸着メッキなど、いずれのメッキ法で行われてもよい。メッキは好ましくは電解メッキによって行われる。電解メッキでは、メッキの成長スピードが最も速いからである。金属層４の厚さは所望の最終の配線の厚さによって適宜決定されることができ、限定するわけではないが、通常には１０〜２０μｍである。この工程において、メッキによる金属層の成長を用いる利点は、エッチング（サブトラクティブ法）による方法と比較して、配線層の側面垂直性を高くすることができ、このため、狭いリード間ピッチの回路を十分な厚さと幅をもって形成することができることである。
【００１５】
メッキによる金属層４の成長が終了すると、図２（ｅ）（工程（ｅ））に示すように、フォトレジスト３の除去が行われる。フォトレジスト３は、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）又は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の水溶液などのアルカリ性水溶液で剥離・除去することができる。
【００１６】
レジスト３の除去により、金属層２’が露出された後に、露出された金属層２’を除去するために第二のエッチング工程（工程（ｆ））を行い、図２（ｆ）に示すようなフレキシブルプリント回路テープ１０が得られる。この第二のエッチング工程では第一のエッチング工程と同様に全面エッチングで行われてよい。例えば、塩化第二鉄溶液や、過酸化水素水と硫酸水溶液との混液などのエッチング溶液中に、金属層２’が完全に除去されるまで積層体を浸漬するか、又はエッチング溶液を積層体にスプレーし、その後、水洗及び乾燥処理を行い、本発明のフレキシブルプリント回路テープ１０を得る。例えば、金属層２’の厚さが２μｍである場合には、追加の金属層４のエッチング量として６μｍとなるようにエッチングを行えば、金属層２’は完全に除去され、十分なリード間の絶縁信頼性が確保される。
【００１７】
以上、本発明のフレキシブルプリント回路テープの製造方法について説明してきたが、このような方法で得られるテープでは、配線層の側面垂直性が高く、シャープな配線層をもって回路を構成することができるので、リードの導電信頼性及びリード間絶縁信頼性を確保しながら、リード間ピッチの狭い回路（例えば、リード間ピッチ３０μｍ）を製造することが可能になる。このようなフレキシブルプリント回路テープはテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）又はチップオンフィルム（ＣＯＦ）タイプの半導体装置キャリアテープとして用いることができる。
【００１８】
【実施例】
以下において、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１：微細なリード間ピッチのフレキシブルプリント回路テープの製造
フレキシブルフィルムと金属層からなる積層体の製造
約１２μｍの厚さの銅箔に、ポリアミック酸溶液からなるポリイミド前駆体ワニスを塗布し、加熱してイミド化させて、３５μｍ厚のポリイミドキャスティングフィルムと約１２μｍ厚の金属層からなる積層体を製造した。
【００１９】
第一のエッチング処理
過酸化水素（１２ｗｔ％）／硫酸（２０ｗｔ％）からなるエッチング溶液中に、上記のとおりに製造した積層体を浸漬し、第一のエッチング工程を行った。エッチング量を６．０μｍ、１０．０μｍ及び１１．７μｍで行い、したがって、エッチング後の銅箔の厚さがそれぞれ６．０μｍ、２．０μｍ及び０．３μｍに減厚された３種の積層体を得た。これらの積層体の銅箔の厚さ及びピンホールの有無についての結果を下記の表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
上記の表によると、エッチング後の銅箔の厚さが６．０μｍ及び２．０μｍである２つの試料ではピンホールが認められなかったが、厚さ０．３μｍの試料ではピンホールが多く発生していた。銅箔の厚さが厚すぎると、後の第二のエッチング工程で要求されるエッチング量が大きくなり、リード幅が細くなり、断線欠陥を生じてしまう。一方、ピンホールが多いと、回路形成に支障をきたすとともに、得られるテープにおいて金属層とポリイミドフィルムとの結合強度が十分でなくなる。したがって、第一のエッチング工程では、２．０μｍまで減厚することが適切であると判断された。
【００２２】
上記のとおりの２．０μｍに減厚された銅箔（下地層）とポリイミドフィルムとの積層体のサンプルを４つ製造した。このような４つのサンプルで、銅箔の表面にドライフィルムとしてのフォトレジストをラミネートし、リード間ピッチ３０μｍの平行リードライン（幅１０μｍ）１００本を配線パターンイメージとして露光・現像し、硬化したフォトレジストを残存させ、未硬化のフォトレジストを除去することで、配線層のパターンイメージで銅箔を露出させた。
【００２３】
次に、配線パターンイメージで露出された銅箔の上に電解銅メッキを行った。電解銅メッキの厚さは１４μｍとした。
【００２４】
次に、積層体を水酸化カリウム（ＫＯＨ）５ｗｔ％水溶液中に浸漬し、レジストを剥離・除去した。
【００２５】
レジストを除去した積層体を、過酸化水素（２ｗｔ％）／硫酸（２０ｗｔ％）からなるエッチング溶液中に浸漬し、第二のエッチング工程を行った。この第二のエッチング工程において、４つのサンプルに対して、電解銅メッキの厚さで換算して７．０μｍ、６．０μｍ、５．０μｍ及び４．０μｍのエッチング量でそれぞれエッチングを行った。その結果、９．０μｍ、１０．０μｍ、１１．０μｍ及び１２．０μｍの厚さの銅層をフィルム上に有するテープが得られた。それぞれの積層体における銅箔の残存状況の結果を下記の表２に示す。
【００２６】
【表２】
2005064074.tif 000004
【００２７】
上記の表によると、２μｍまで減厚された銅箔（下地層）が完全に除去されるには、電解銅メッキ層のエッチング量として６μｍとなるようにエッチングを行えばよいことが判った。このようにして、リード間ピッチ３０μｍ、リード高さ１０μｍ及びリード幅８μｍの回路を有するフレキシブルプリント回路テープを得ることができた。
【００２８】
実施例２：フレキシブルプリント回路テープの性能検査
実施例１に記載されるとおりに、リード間ピッチ３０μｍ、リード高さ１０μｍ及びリード幅８μｍの回路を有するフレキシブルプリント回路テープを３つ製造し、絶縁信頼性試験を行った。
評価方法：高温高湿電圧印加試験（ＨＨＢＴ試験）
８５℃／８５％相対湿度（ＲＨ）／印加電圧２０Ｖ（直流（ＤＣ））の環境下で１０００時間の耐絶縁試験を行った。製造された３つのサンプルについて試験した絶縁信頼性試験の抵抗（オーム）対時間（Ｈｒ）のグラフを図３に示す。
【００２９】
試験開始から１０００時間にわたって、１０８オーム以上の抵抗値が得られ、本発明の方法によって、高い絶縁信頼性を有するフレキシブルプリント回路テープが３０μｍのリード間ピッチで製造されることが確認された。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のフレキシブルプリント回路テープの製造方法によると、十分なリード厚とリード幅を確保したリード間ピッチの狭い回路をフレキシブルフィルム上に有し、リードとフィルムとの間に十分な接合強度を有するフレキシブルプリント回路テープを製造することができる。
より詳細には以下のとおりである。原料となる金属層とフレキシブルフィルムからなる積層体は製造上の制約が少なく、原則的にどのような製法で製造された積層体でも利用できる。例えば、金属層は第一のエッチング工程で減厚されるので、最初に１０μｍ以上の厚さを有してもよい。したがって、例えば、１０μｍ以上の金属箔上に樹脂フィルムをキャスティングした、リードとフィルムとの間に十分な接合強度を有する積層体を使用することができる。このことにより、リードの導電信頼性が高い回路を形成することが可能になる。
また、減厚された金属層上に追加の金属層をメッキによるアディティブ法で成長させるので、十分な厚さ及び幅の配線層を高い側面垂直性をもって高密度で製造することができる。さらに、下地層を構成する金属層は第一のエッチング工程で減厚されているので、第二のエッチング工程では、低いエッチング量で容易に除去することができ、オーバーエッチングによるリード幅の低下を最小に留めることができ、結果として、断線などの問題を生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフレキシブルプリント回路テープの製造方法の１態様の工程図（前半の工程）である。
【図２】本発明のフレキシブルプリント回路テープの製造方法の１態様の工程図（後半の工程）である。
【図３】実施例において製造されたサンプルについて試験した抵抗（オーム）対時間（Ｈｒ）のグラフを示す。
【符号の説明】
１…フレキシブルフィルム
２…金属層
３…フォトレジスト
４…金属メッキ層
５…配線
１０…フレキシブルプリント回路テープ
【図１】
2005064074.tif 000005
【図２】
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【図３】
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