JPH031833B2 - - Google Patents

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JPH031833B2
JPH031833B2 JP62091086A JP9108687A JPH031833B2 JP H031833 B2 JPH031833 B2 JP H031833B2 JP 62091086 A JP62091086 A JP 62091086A JP 9108687 A JP9108687 A JP 9108687A JP H031833 B2 JPH031833 B2 JP H031833B2
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polyimide
tape
layer
circuit
polyimide layer
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Josefu Kurementei Robaato
Edowaado Gazudeitsuku Chaaruzu
Reifuaa Uiriamu
Ruisu Rabusukii Roi
Jiin Makuburaido Donarudo
Uaan Manson Jooru
Piitaa Sukaauinko Yuujin
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International Business Machines Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、電子装置の実装（パツケージング）
さらに具体的に言えば、半導体チツプまたは他の
かかる電子装置を担持するのに使用できる回路つ
き（circuitized）基板に関するものである。
Ｂ 従来技術およびその問題点 通常、半導体チツプは、コンピユーターや他の
かかる装置の一部として使用できるプリント回路
板その他のかかる構造にチツプを接続するための
電気回路線を備えた、半導体チツプ・キヤリアと
呼ばれる回路つき基板に装着される。特定の応用
分野に適した半導体チツプ・キヤリアを選ぶ際
に、考慮すべき重要な点が多数ある。たとえば、
それぞれ熱膨張率が異なる半導体チツプと半導体
チツプ・キヤリアとプリント回路板を組み込んだ
装置を製造し使用する際に、半導体チツプ・キヤ
リアが熱ひずみを除去できるかどうかは、重要な
問題である。比較的大量に生産が行われる場で使
用するのに適した形の半導体チツプ・キヤリアを
製造できるかどうかが、もう一つの重要な問題で
ある。半導体チツプ・キヤリアが比較的微細な回
路線を指示できるかどうかが、第三の重要な問題
点である。エリア・アレイまたは周辺アレイ接続
構造を使つて半導体チツプ・キヤリアに半導体チ
ツプを実装できるかどうかが、第四の重要な問題
である。以上は、特定の応用分野向けの半導体チ
ツプ・キヤリアを選ぶ際に考慮すべき重要の点の
ほんのいくつかの例である。
もちろん、特定の応用分野向けに設計された既
知の半導体チツプ・キヤリアおよびその他のかか
る回路つき基板は多数ある。かかる基板には、米
国特許第4517051号、第4480288号、第4231154号
に記載されている如き、金属被覆セラミツクや回
路つき可撓膜（flexible film）基板がある。しか
し、他の特長や利点をもつ回路つき基板を必要と
する応用分野もそれ以外に多数ある。たとえば、
半導体チツプをアレイまたは周辺エリア構成の形
で接続できる、比較的微細な回路線を備えた回路
つき基板を供給する必要がある。さらに、比較的
大量生産するのに適した形で、または自動製造装
置を使つて生産するのに適した形で製造できる、
回路つき可撓膜基板が時に必要とされている。
したがつて、本発明の一目的は、アレイまたは
周辺エリア構成の形で半導体チツプを接続でき
る、比較的微細な回路線を備えた、回路つき可撓
膜基板を提供することである。
本発明の第２の目的は、比較的大量に生産が行
われる場でかかる回路つき可撓膜基板を作成する
方法を提供することである。
本発明の第３の目的は、自動製造装置を使つて
かかる回路つき可撓膜構造を作成する方法を提供
することである。
Ｃ 問題点を解決するための手段 本発明のこれらの目的は、転写法を使つて連続
テープ形の回路つき可撓膜基板を作成することに
よつて達成される。テープに、ポリイミドの比較
的薄い層で覆つた窓様の開口を設ける。比較的薄
いポリイミド層を、好ましくは未硬化ポリイミド
からなる特殊な接着剤系を使つて、転写体、例え
キヤリア・ホイルから例えばテープ状である被転
写体に転写させる。ポリイミドを被転写体に転写
させた後、被転写体の窓様開口を覆うポリイミド
に回路を設ける。被転写体がテープ状ならば、次
の加工の際にテープの形で扱える個別の回路つき
可撓膜基板が形成される。テープ状の被転写体に
は、自動製造装置のスプロケツトなどと係合する
ための送り穴を設けることが好ましい。
Ｄ 実施例 第１図を参照すると、本発明の原理にもとづい
て回路つき可撓膜基板を作成する際に使用する、
ポリイミド層１２で被覆された金属キヤリア・ホ
イル１０の一部分が示してある。金属キヤリア・
ホイル１０はアルミニウムまたは銅製で、厚さ約
25〜127ミクロン（約0.001〜0.005インチ）、幅は
製造した製品の種類にもとづく幅、長さはホイル
１０を操作するために選んだ装置の種類にもとづ
く長さとすることが好ましい。たとえば、通常の
半導体チツプ・キヤリア製品の場合、ホイル１０
は、厚さ約38ミクロン（約0.0015インチ）、幅約
35mm（約1.365インチ）、長さ約122ｍ（約400フイ
ート）とすることができる。ただし、応用分野に
よつては、幅2.56cm（約１インチ）から0.92ｍ
（約３フイート）、長さが0.3ｍ（約１フイート）
から数百ｍ（数百フイート）の間のホイル１０を
使うのが望ましいこともある。また、ホイル１０
はアルミニウムまたは銅製とすることが好ましい
ものの、ステンレス鋼または他の適当な材料製と
することもできる。
ポリイミド層１２は、熱硬化性縮合高分子ポリ
イミド（therom set condensation Polymer
Polyimide）からなり、通常の連続スプレイ、ロ
ーラ・コータ・またはスキージ式（squeegy
type）の塗布方法を用いて、未硬化（未イミド
化）の液状でキヤリア・ホイル１０に塗布するこ
とが好ましい。しかし、希望する場合、キヤリ
ア・ホイル１０にポリイミドを被覆するのに適し
た他の技法を使用してもよい。
ポリイミド層１２は比較的薄くすることが好ま
しい。たとえば、ポリイミド層１２は、厚さ約
5.1ミクロン（約0.0002インチ）から7.6ミクロン
（約0.0003インチ）の間にすることができる。大
部分の応用分野では、ポリイミド層１２は、厚さ
12.7ミクロン（約0.0005インチ）未満である。た
だし、ポリイミド層１２は余り薄くするとその構
造的保全性がなくなり、構造的に連続した誘電体
層として機能しなくなるので、薄くしすぎてはな
らない。ある種の応用分野では、ポリイミド層１
２の厚さを約12.7ミクロン（約0.0005インチ）か
ら25ミクロン（約0.001インチ）の間にするのが
望ましいことがある。ただし、下記で考慮する熱
膨張上の理由から、ポリイミド層１２の厚さ約25
ミクロン（約0.001インチ）以下であることが好
ましい。
特定のいくつかの材料のうちどれを使つてポリ
イミド層１２を形成してもよい。たとえば、デユ
ポン（E.I.Du Pont de Nemouvs ＆ Co.）社
から市販されている“5878”ポリイミド
（PMDA−ODA型）を使うことができる。この
“5878”ポリイミドは、熱硬化性縮合高成分ポリ
イミドであり、基本的に耐熱性の弾性材料であ
る。すなわち、約400℃までの加熱温度に耐えら
れ、かつ引き伸ばすことができる。しかし、希望
する場合ポリイミド層１２として他の種類の材料
を使うこともできることに意すべきである。たと
えば、チバ・ガイギー（Ciba−Geigy
Corporation）社から市販されている“XU−
218”ポリイミドなど、熱可塑性非縮合（thermo
Plastic non−condensation）高分子ポリイミド
をポリイミド層１２として使うこともできる。こ
の“XU−218”ポリイミドは、完全にイミド化
され（inidized）また“5878”ポリイミドと同様
に基本的に耐熱性の弾性材料である。また、製造
したい製品の種類、その製品の応用分野、その他
の要素に応じて、ポリイミド以外の材料を使つて
比較的薄い層１２を形成するのが望ましいことも
ある。
しかし、前述のようにポリイミド層１２は、未
硬化（未イミド化）の液状でキヤリア・ホイル１
０に被覆された“5878”ポリイミドなどの熱硬化
性縮合高分子ポリマーからなることが好ましい。
この液状ポリイミドを金属キヤリア・ホイル１０
に被覆した後、ポリイミドを乾燥してポリイミド
を“Ａ”段階にまで部分的に硬化（部分的にイミ
ド化）させ、その結果ポリイミドの約50％未満が
イミド化され、ポリイミドが非粘着性（指触乾
燥、dry to the touch）となるようにする。ポリ
イミドは、赤外線ヒータ、対流式オーブン、マイ
クロ波オーブン、その他の加熱装置を使つて乾燥
することができる。たとえば、ポリイミド層１２
が厚さ５ミクロン（約0.0002インチ）から7.6ミ
クロン（約0.0003インチ）の“5878”ポリイミド
層である場合、赤外線ヒータを使つて約120℃の
温度で約45分間加熱して、“Ａ”段階まで乾燥さ
せることができる。
第２図を参照すると、テープ１４の一部の平面
図が示されている。テープ１４は、その各縁部に
沿つて装作装置のスプロケツト（図示せず）と係
合するための送り穴１６を備え、中央に一連の窓
様開口１８を備えている。このテープ１４は、本
発明の原理にもとづいて回路つき可撓膜基板を作
成するために、第１図に示すポリイミドで被覆し
た金属キヤリア・ホイル１０と共に使用できる。
テープ１４は、比較的耐熱性が高くて化学的抵
抗性が大きく、厚さが約51ミクロン（約0.002イ
ンチ）から178ミクロン（約0.007インチ）の間の
厚膜材料から作ることが好ましい。すなわちテー
プ１４は、約400℃までの加工温度に耐えること
ができ、かつ本発明の原理にもとづいて回路つき
可撓膜基板を作成するのに使用する後述のタイプ
の処理薬品に耐えることができる材料から作るこ
とが好ましい。たとえば、テープ１４は、デユポ
ン社から“KAPTON”という商標を用いて市販
されているポリイミド材料から作ることができ
る。しかし、テープ１４は、希望するように（好
ましくは可撓性の連続テープの形で）操作できる
かぎりどんな厚さでもよく、またステンレス鋼、
アルミニウム、銅、その他の金属、あるいはポリ
スルホンなど他の材料製としてもよいことに注意
すべきである。
テープ１４は、長さがキヤリア・ホイル１０と
同じで幅がキヤリア・ホイル１０よりも少し広い
ことが好ましい。たとえば、キヤリア・ホイル１
０の幅が約35mm（約1.365インチ）で長さが約122
ｍ（約400フイート）の場合、テープ１４は、長
さがそれとほぼ同じで、幅がキヤリア・ホイル１
０よりも約6.4mm（約1/4インチ）広いことが好ま
しい。こうすると、後述のようにキヤリア・ホイ
ル１０からテープ１４にポリイミド層１２を転写
させやすくなる。
テープ１４に送り穴１６と窓様開口１８を設け
るには、適当などんな手段を使つてもよい。たと
えば、テープ１４に穴１６と開口１８をパンチす
ることができる。窓様開口１８の寸法と形状は、
本発明の原理にもとづいて製造したい回路つき可
撓膜基板の寸法と形状にもとづいて選ぶ。たとえ
ば、一辺2.56cm（約１インチ）の方形の回路つき
可撓膜基板を作成したい場合、開口１８は一辺
2.56cm（約１インチ）の方形の開口となる。穴１
６の寸法と形状は、テープ１４を操作するのに使
う自動操作装置（図示せず）のスプロケツトと係
合しやすいものを選ぶ。
比較的耐熱性の（最大限約400℃までの加工温
度に耐えられる）接着剤料を、テーブル１４の少
なくとも片面に塗布することが好ましい。たとえ
ば、キヤリア・ホイル１０上のポリイミド層１２
が、上記の“Ａ”段階にまで乾燥させたデユポン
社の“5878”ポリイミドなどの熱硬化性縮合高分
子ポリイミド、または上記のチバ・ガイギー社の
“XU−218”ポリイミドなどの完全にイミド化さ
れたポリイミドを含み、テープ１４がデユポン社
の“KAPTON”ポリイミド製である場合、テー
プ１４上の接着剤料は、後述のようにポリイミド
層１２をキヤリア・ホイル１０からテープ１４に
転写させやすくする、チバ・ガイギー社の“XU
−218”ポリイミドなどの熱可塑性非縮合高分子
ポリイミドを含むことができる。またキヤリア・
ホイル１０上のポリイミド層１２が、上述のよう
に“Ａ”段階まで乾燥させたデユポン社の
“5878”ポリイミドなどの熱硬化性縮合高分子ポ
リイミドを含み、テープ１４がステンレス鋼製で
ある場合は、テープ１４上の接着剤料は、ポリイ
ミドの約70％未満がイミド化される“Ｂ”段階ま
での乾燥させた上記と同じ“5878”ポリイミドを
含むことができる。ただしテープ１４上の接着材
料として“XU−218”ポリイミドを使い、同時
にキヤリア・ホイル１０上のポリイミド層１２と
して“Ａ”段階の“5878”ポリイミドを使うと、
後で詳しく述べるように、ポリイミド層１２をキ
ヤリア・ホイル１０からテープ１４に転写させや
すい、予想外の驚くほど優れた、比較的耐熱性の
高い接着剤系が得られることが判明していること
に注意すべきである。また、テープ１４を比較的
高い加工温度にさらさない場合は、テープ１４上
でエポキシまたはアクリル系接着剤を使用できる
ことがあることも注意すべきである。
接着材料は、テープ１４に塗布したい接着材料
の特性に応じて、異なるいくつかの方法のどれを
使つてテープ１４に塗布してもよい。たとえば、
完全にイミド化されたチバ・ガイギー社の“XU
−218”ポリイミドを、厚さ約25ミクロン（約
0.001インチ）で長さと幅がテープ１４とほぼ同
じ膜に事前成型し、次に連続ロール積層法を用い
てテープ１４に貼り合わせることができる。ま
た、“XU−218”ポリイミドを液状でテープ１４
に塗布し、乾燥させる方法を採ることもできる。
たとえば、テープ１４に厚さ12.7ミクロン（約
0.0005インチ）の“XU−218”ポリイミドの層を
被覆する場合、キヤリア・ホイル１０上に未硬化
の液状の“5878”ポリイミドを被覆する場合につ
いて前述したのと同じ種類の、通常の連続スプレ
イ、ローラ・コータまたはスキージ式の塗布方法
を用いて、テープ１４に液状の“XU−218”ポ
リイミドを塗布し、次にキヤリア・ホイル１０上
の“5878”ポリイミドを乾燥させる場合について
前述したのと同じ種類の赤外線ヒーター、対流式
オーブン、マイクロ波オーブン、その他の加熱装
置を用いて、約150℃の温度で約90分間乾燥させ
る。
ステンレス鋼テープ１４上の接着材料としてデ
ユポン社の“5878”ポリイミドを使う場合、キヤ
リア・ホイル１０上に未硬化の液状の“5878”ポ
リイミドを被覆する場合について前述したのと同
じ種類の、通常の連続スプレイ、ローラ・コー
タ、またはスキージ式の塗布方法を用いて、未硬
化の（イミド化されていない）液状の“5878”ポ
リイミドをテープ１４に塗布することができる。
次に、キヤリア・ホイル１０上の“5878”ポリイ
ミドを乾燥させる場合について前述したのと同じ
種類の赤外線ヒータ、対流式オーブン、マイクロ
波オーブン、その他の加熱装置を用いて、テープ
１４上の“5878”ポリイミドを乾燥させて“Ｂ”
段階まで部分的に硬化（イミド化）させることが
できる。たとえば、テープ１４上に厚さ12.7ミク
ロク（約0.0005インチ）の“5878”ポリイミド接
着剤層を載せたい場合、この“5878”ポリイミド
を未硬化の液状でテープ１４に塗布し、次に赤外
線ヒータで約200℃の温度で約30分間加熱して、
“Ｂ”段階に乾燥させる。
次に第３図を参照すると、本発明の原理にもと
ずいて第１図に示した金属キヤリア・ホイル１０
からテープ１４にポリイミド層１２を転写させた
後の、テープ１４の上面図が示されている。テー
プ１４の各縁部に沿つた穴１６と係合するスプロ
ケツトを備えた装置を使つてテープ１４を比較的
たやすく操作できるように、テープ１４は、第３
図に示すようにテープ１４に転写されるポリイミ
ド層１２よりも幅が広いことが好ましい。しか
し、本発明が属する技術の当業者には直ちに自明
のごとく、ポリイミド層１２を備えたテープ１４
の構成はどんな構成が最良かは、テープ１４の操
作に使用したい装置の種類によつて決まる。
ポリイミド層１２の転写は、金属キヤリア・ホ
イル１０のポリイミドで被覆された面を、テープ
１４の接着剤で被覆された面と貼り合わせた後、
キヤリア・ホイル１０を除去するようにして行う
ことが好ましい。たとえば、キヤリア・ホイル１
０が、“Ａ”段階まで乾燥させた厚さか５ミクロ
ン（約0.0002インチ）から7.6ミクロン（約0.0003
インチ）の間のデユポン社の“5878”ポリイミド
の層１２で被覆された、厚さ38ミクロン（約
0.0015インチ）のアルミニウムであり、テープ１
４が、接着材料として厚さ12.7ミクロン（0.0005
インチ）のチバ・ガイギー社の“XU−218”ポ
リイミドの層を備えた、厚さ51ミクロン（約
0.002インチ）から178ミクロン（約0.007インチ）
までのデユポン社の“KAPTON”ポリイミドか
らできている場合、キヤリア・ホイル１０のポリ
イミドで被覆された側をテープ１４の接着剤で被
覆された側に温度約340℃、圧力約69〜138N／cm2
（約100〜200ポンド／平方インチ）で約30分間押
しつけて、これらの層を貼り合わせることができ
る。この積層工程は、連続ロール積層法を用いて
実施することができる。たとえば、サンドヴイ
ク・プロセス・システムズ（Sandvik Process
Systems）社から市販されている連続ロール・ラ
ミネータを使つてこの積層工程を実施することが
できる。
前述のように、“XU−218”ポリイミドをテー
プ１４上の接着材料として使い、かつ“Ａ”段階
の“5878”ポリイミドをキヤリア・ホイル１０％
上のポリイミド層１２として使うと、上記の積層
法を使つてポリイミド層１２をキヤリア・ホイル
１０からテープ１４に転写させやすくする、予想
外の驚くほど優れた、比較的耐熱性の高い接着剤
系が得られることが判明した。もつと具体的に言
うと、“XU−218”ポリイミドは推奨される積層
温度が340℃であるが、“5878”ポリイミドは、積
層物にふくれを生じさせる恐れのある水を放出す
る縮合反応が硬化サイクルに含まれているため
に、未硬化状態で積層することは推奨されない。
しかし、それにもかかわらず、上記の“XU−
218”ポリイミドと未硬化（“Ａ”段階）の
“5878”ポリイミドからなる“接着剤系”および
上記の処理条件を用いて、予想よりもずつと低い
積層温度で、耐熱性のあるふくれのない生成物を
得ることができる。この接着剤系のユニークな特
徴の一つは、熱可塑性の非縮合高分子ポリイミド
（“XU−218”ポリイミドが熱硬化性縮合高分子
ポリイミド（“5878”ポリイミド）に結合される
ことである。明らかに、この２種の物質の総合拡
散によつて、他の方法では得ることの難かしい比
較的高耐熱性（最高40℃まで）の接着材系が得ら
れる。
しかし、他の方法を使つても、ポリイミド層１
２をキヤリア・ホイル１０からテープ１４に転写
できることに留意すべきである。たとえば、先に
指摘したように、ステンレス鋼製テーブル１４上
の接着材料として“Ｂ段階の“5878”ポリイミド
を使い、かつキヤリア・ホイル１０上のポリイミ
ド層１２として“Ａ“段階の“5878”ポリイミド
を組み合わせて使つても、積層法を使つてポリイ
ミド層１２をキヤリア・ホイル１０からテープ１
４に転写させる接着材系が得られる。ただし、こ
の方法は、テープ１４をステンレス鋼などの金属
製としなければならず、そのため後述のようにポ
リイミド層１２上に回路を形成するために後で使
用する加工用薬品の種類が制限される。
ポリイミドで被覆されたキヤリア・ホイル１０
を接着剤で被覆されたテープ１４に貼り合わせた
後、キヤリア・ホイル１０を除去すると、比較的
薄い、好ましくは約5.1ミクロンから7.6ミクロン
（約0.0002インチから0.0003インチ）の間のポリ
イミド層１２がテープ１４上に残り、ポリイミド
層１２はテープ１４の中央にある窓様の開口１８
を覆う。通常のエツチング処理によつて、または
他の適当な方法を使つて、キヤリア・ホイル１０
を除去することができる。たとえば、キヤリア・
ホイル１０がアルミニウムの場合、ホイル１０
は、水と約20体積％の塩酸（HCl）を含む溶液ま
たは純枠HCl溶液中でエツチングによつて除去で
きる。キヤリア・ホイル１０が銅の場合、ホイル
１０は、水と約370ｇ／の塩化第二鉄（FeCl3）
を含む溶液を用いてエツチングによつて除去でき
る。
キヤリア・ホイル１０を除去した後、テープ１
４上のポリイミド層１２を、ポリイミドがほぼ
100％イミド化される“Ｃ”段階にまで完全に硬
化（イミド化）させる。この硬化工程で、ポリイ
ミド層口は、テープ１４中の各窓様開口１８の上
にドラム・ヘツド様の構造を形成する。このドラ
ム・ヘツド様構造は、緊張した平面状の表面をも
たらすが、後述のように後でそこに回路を形成す
ることができる。たとえば、キヤリア・ホイル１
０からテープ１４に転写されたポリイミド層１２
が、厚さ5.1ミクロンから7.6ミクロン（約0.002イ
ンチから約0.003インチ）の間の“Ａ”段階の
“5878”ポリイミド層からなる場合、温度約360〜
400℃に約30分間加熱してこのポリイミド層１２
を完全に硬化させ、それによつてテープ１４中の
各窓様開口１８を覆うポリイミドの所期のドラ
ム・ヘツド様構造を形成することができる。
第４図を参照すると、第１図に示す金属キヤリ
ア・ホイル１０からポリイミド層１２をテープ１
４に転写させ、本発明の原理にもとづいてテープ
１４の中央にある窓様開口１８を覆うポリイミド
層１２上に単一の回路層１５を形成した後の、第
２図に示すテープの長手方向に関する一部の平面
図が示されている。第５図には、第４図に示した
テープ１４の、線Ａ−Ａに沿つた断面図が示され
ている。第４図および第５図に示したように、製
造しやすくするため、ポリイミド層１２の、テー
プ１４中の窓様開口１８とは逆の表面に回路１５
を形成することが好ましい。しかし、希望するな
ら、窓様開口１８を画定するテープ１４の側壁に
よつて形成されるウエル（well、井戸）内部を加
工することにより、テープ１４中の窓様開口１８
と同じ側のポリイミド層１２の表面に回路１５を
形成することができる。
ポリイミド層１２上の単一の回路層１５は、適
当な方法で形成できる。たとえば、第４図および
第５図に示すように、ポリイミド層１２を次々に
クロム層２０、銅層２２およびクロム層２４で
（Cr−Cu−Cr）、または他のかかる適当なメタラ
ジ系（metallurgical system）でブランケツト金
属被覆（メタライズ）し、続いて、通常のフオト
リソグラフイ法およびエツチング法を施してポリ
イミド層１２上に所期の回路パターンを設けるこ
とによつて、回路１２を形成することができる。
ブランケツト金属被覆は、たとえば通常の蒸着法
またはスパツタリング法を用いて実施できる。ま
た、まず通常の蒸着法またはスパツタリング法を
用いてポリイミド層１２上に比較的薄い金属層を
設け、続いて通常の電気めつき法を用いて所期の
完全な厚さの金属被覆を付着させることにより、
ブランケツト金属被覆を実現することもできる。
第４図および第５図に示すように、一番下のク
ロム層２０は、下にあるポリイミド層１２への回
路１５の接着力を強める。銅層２２は回路線の本
体を形成する。一番上のクロム層２４が選択的に
エツチングで除去されると、半導体チツプなどの
電子デバイスを回路１５に付着し、またポリイミ
ド層１２上の回路１５を後述のようにプリント回
路板など他の構造に付着するためのランドおよび
ポツドが形成される。ランドおよびポツドを形成
する回路１５の露出した銅２２には、銅２２を保
護し、前述のタイプのデバイスや構造に回路１５
を付着しやすくするために、金またはスズをめつ
きすることが好ましい。ポリイミド層１２は連続
しているので、ランドおよびパツドを含めて、回
路１５をポリイミド層１２上の所期の実質上どの
パターン中にも形成することができることに留意
すべきである。すなわち、回路１５に付着したい
実質上どのデバイスまたは構造にも適応するよう
にポリイミド層１２上の回路１５を調整すること
ができる。たとえば、第４図および第５図に示す
ように、制御へこみ（controlled collapse）チツ
プ接続（Ｃ−４）パツトを、半導体チツプを回路
１５のＣ−４パツドにエリア・アレイＣ−４で付
着するのに適したエリア・アレイ構成にして、回
路１５を形成することができる。
ポリイミド層１２上に形成される回路１５は、
厚さが約7.6ミクロン（0.0003インチ）で幅が約
25.4ミクロン（約0.001インチ）の個別の回路線
を持つ比較的微細な線回路とすることが好まし
い。ただし、回路線の厚さと幅は、ポリイミド層
１２上に回路１５を形成するのに用いる工程の能
力、駆動１５の予定用途、回路１５および効果と
して得られる回路つきポリイミド可撓膜基板の期
待される性能特性などの要因に応じて様々に変わ
り得ることに留意すべきである。また、とくに第
４図および第５図に示した回路に関して、各図に
示した構造は、説明の都合上、寸法が必ずしも実
寸に比例していないことにも留意すべきである。
第４図および第５図に示すように、テープ１４
上に様々な用途に使用できる一連の離散的な回路
つきポリイミド可撓膜基板を形成するために、テ
ープ１４中の各窓様開口１８を覆うポリイミド層
１２の各ドラム・ヘツド様領域に、分離した回路
パターンを形成することが好ましい。たとえば、
ポリイミド層１２上のこれらの分離した回路パタ
ーンのそれぞれにおいて、ポリイミド層１２上の
回路１５に電気的および物理的に接続（装着）し
た、半導体チツプやその他のかかる電子デバイス
に適応するように調整された、ランド、パツドそ
の他のかかる領域を設けることができる。先に論
じたように、テープ１４の送り穴１６は、テープ
１４の送り穴１６に係合するように設計されたス
プロケツトを有する自動製造装置を使つてテープ
１４を連続テープの形で操作しやすいようにす
る。すなわち、比較的大量の生産を行うのに適し
た自動製造装置を使つて、半導体チツプまたは他
のかかる電子デバイスを回路１５に装着すること
ができる。もちろん、希望するなら、顕微鏡など
の装着を使つて半導体チツプまたは他のかかる電
子デバイスを手で回路１５に装着することもで
き、また、他の適当な手段を用いて半導体チツプ
または他のかかる電子デバイスを回路１５に装着
することもできる。半導体チツプまたは他のかか
る電子デバイスが回路１５に装着されると、回路
つきポリイミド可撓膜基板のそれぞれを、テープ
から切断または他の方法で除去し、はんだリフロ
ー（reflow）法、超音波ポンデイング、熱圧縮
ボンデイングまたはその他のかかる方法を使つて
プリントまたは他のかかる構造に装着することが
できる。また用途によつては、まず（チツプやデ
バイスが既に基板に付着された）回路つきポリイ
ミド可撓膜基板を回路板または他のかかる構造に
装着し、それから該基板をテープ１４から除去す
ることも可能である。さらに、回路つき可撓膜基
板をテープ１４から切り出すとき、回路つき可撓
膜基板を取り囲むテープ１４の一部を切り出し
て、基板を回路板または他のかかる構造に装着す
る際に役立つ、基板用フレームを形成することも
可能である。
もちろん、上記の回路つきポリイミド可撓膜基
板を半導体チツプまたは他のかかるデバイス用の
キヤリアとして使うことの一つの重要な利点は、
熱膨張率が半導体チツプと異なるプリント回路板
その他のかかる構造に半導体チツプを電子的およ
び物理的に接続するための電子パツケージとして
基板を使用するとき、基板が熱応力と熱ひずみを
緩和できることである。回路つきポリイミド基板
は好ましくは上述のように約5.1ミクロンから7.6
ミクロン（約0.0002インチから0.0003インチ）の
間という具合に比較的薄いので、プリント回路板
または他のかかる構造上の回路に半導体チツプを
接続するための信頼できる回路用電子パツケージ
を形成しつつ、半導体チツプとプリント回路板ま
たは他のかかる構造と間の電気的および物理的接
続に損傷を与える恐れのある熱応力および熱ひず
みを補償する。
第６図を参照すると、第１図に示した金属キヤ
リア・ホイル１０からポリイミド層１２をテープ
１４に転写させ、本発明の原理にもとづいてテー
プ１４に付着された第２のポリイミド層１２の両
面に２つ回路層を形成した後の、第２図に示した
テープ１４の部分断面図が示されている。この二
重層回路構成は、第４図および第５図に関して既
に示し考察した単一回路層１５を持つ回路つきポ
リイミド可撓膜基板に代わるものであつて、該基
板よりも性能の優れた密度の高い回路を持つ回路
つきポリイミド可撓膜基板を構成している。第６
図に示す２つの回路層はそれぞれ、第４図および
第５図に関して既に示し考察した単一回路層１５
の場合と同じく、個々の回路の厚さが約7.6ミク
ロン（約0.0003インチ）、幅が約25.4ミクロン
（約0.001インチ）の比較的微細な線回路とするこ
とが好ましい。
第６図に示すように、２つの回路層はそれぞ
れ、クロム−銅−クロム・メタラジまたは他のか
かる適当なメタラジ、および単一回路層１５を形
成するための上記の方法と基本的に同じ方法を用
いて形成することが好ましい。すなわち、まずた
とえば通常の蒸着法またはスパツタリング法を用
いて、ポリイミド層１２次々にクロム−銅−クロ
ム（Cr−Cu−Cr）のブランケツト（blanket、全
面的な）層を付着する。たとえば、一番下の第１
のCr層３２は約150Åから800Åの間の厚さに付
着させ、続いて第１のCu層３４を約80000Åから
90000Åの間の厚さに付着し、一番上の第１のCr
層３６を約800Åの厚さに付着させることができ
る。次に、イーストマン・コダツク社
（Eastman Kodak Company）から市販されて
いる“KTFR”フオトレジストなどフオトレジ
ストのブランケツト層を、通常のスプレイ法その
他の適当な方法で一番上のCr層３６に塗布する。
たとえば、厚さ３〜４ミクロンの“KTFR”フ
オトレジストを塗布することができる。下にある
ブランケツト・メタラジから形成したい回路パタ
ーンに対応する所期のパターンでフオトレジスト
に光を投与するための、ガラス・マスタなどの手
段を備えたプロジエクシヨン・プリンタまたは他
のかかる装置を用いて、このフオトレジストのブ
ランケツト層に光を当てる。フオトレジストはボ
ジテイブのものでもネガテイブのものでもよいこ
とに留意すべきである。フオトレジストを露光し
て、フオトレジストを所期の回路パターンで重合
化させた後、適当なフオトレジスト現像装置にテ
ープ１４を通して、フオトレジストを現像する。
たとえば、“KTFR”フオトレジストをメチルク
ロロホルムーフレオン溶液中で現像して、所期の
回路パターンを残すための処理を後で施したいメ
タラジを覆つているフオトレジストを除去するこ
とができる。フオトレジストを現像した後、適当
なエツチヤント（etchant）を使つて、露出した
一番上のCr層３６との下にあるCu銅３４を除去
する。例えば、露出した一番上のCr層３６は過
マンガン酸カリウム（KMnO4／KOH）溶液中で
のエツチグによつて除去し、その下のCu層３４
は塩化第二鉄（FeCl3／HCl）溶液中でのエツチ
ングによつて除去して、一番下のCr層３２を無
傷のまま残すことができる。この回路のパーソナ
ライズ（Personalization）工程の後、適当なフ
オトレジスト剥離剤を使つて、すべてのフオトレ
ジストを剥がす。たとえば、フイリツプＡ・ハン
ト社（Philip Ａ・Hunt Company）から市販さ
れている“Ｊ−100”フオトレジスト剥離剤を使
つて、“KTFR”フオトレジストを剥がすことが
できる。
上記のようにポリイミド層１２上に第１の回路
層を形成した後、第６図に示したようにこの回路
に第２のポリイミド層２５を付着させる。第２の
ポリイミド層２５は、第１ポリイミド層１２と基
本的に同じにすることが好ましい。すなわち、第
２のポリイミド層２５は、たとえば“5878”ポリ
イミドの比較的薄い層であり、金属キヤリア・ホ
イル１０上にポリイミド層１２を形成する場合に
ついて前述したような通常のスプレイ・ローラ・
コータ、またはスキージ式の塗布方法を用いて、
未硬化（未イミド化）の液状で第１の回路層にコ
ートする。ポリイミド層２５は、ポリイミド層１
２と同じく、厚さが約１ミクロンから7.6ミクロ
ン（約0.0002インチから0.0003インチ）の間であ
ることが好ましい。
引続き第６図を参照すると、前述のようにポリ
イミド層１２上の第一の回路層上に第２のポリイ
ミド層２５を未硬化の状態で塗布した後、キヤリ
ア・ホイル１０上の“5878”ポリイミドを乾燥さ
せる場合について前述したものと同じ種類の、赤
外線ヒータ、対流式オーブン、マイクロ波オーブ
ンまたはその他のかかる加熱装置を使つて、第２
のポリイミド層２５を乾燥させ、“Ａ”段階にま
で部分的に硬化させる。たとえば、ポリイミド層
１２上の第１の回路層に未硬化の液状の“5878”
ポリイミドを塗布し、次に赤外線ヒータで温度約
120℃で約30分間加熱してこのポリイミド層を
“Ａ”段階まで乾燥させることなにより、厚さが
約5.1ミクロンから7.6ミクロン（約0.0002インチ
から0.0003インチ）の間のポリイミド層２５を設
けることができる。次にいくつかの方法のうちの
一つを用いて、“Ａ”段階のポリイミド層２５の
選択した位置にヴアイア（開口）２７を設ける。
たとえば、ポリイミド層１２上に第１の回路層を
形成する場合について前述したのと同様のフオト
レジスト処理を用いて、ポリイミド層２５中でヴ
アイア２７を画定することができる。次にポリイ
ミド層２５中のヴアイア２７を、水酸化カリウム
（KOH）または水酸化トリメチルアンモニウムで
エツチすることができる。ポリイミド層２５中ヴ
アイア２７をエツチした後、適当なフオトレジス
ト剥離剤を使つて残つたフオトレジストをすべて
剥がすことができる。たとえば、前述したよう
に、“Ｊ−100”フオトレジスト剥離剤を使つて
“KTFR”フオトレジストを剥がすことができ
る。
ポリイミド層２５中にヴアイア２７を形成した
後ポリイミドがほぼ100％イミド化される。“Ｃ”
段階にまでポリイミド層２５を完全に硬化（イミ
ド化）させる。たとえば、ポリイミド層１２上の
第１の回路層に未硬化の液状“5878”ポリイミド
を塗布し、次に上述のような方法でこのポリイミ
ド層２５“Ａ”段階まで乾燥させることによつ
て、厚さが約5.1ミクロンから7.6ミクロン（約
0.0002インチから0.0003インチ）の間のポリイミ
ド層２５を設けることができ、次に約400℃30分
間加熱して、ポリイミド層２５を“Ｃ”段階にま
で完全に硬化させことができる。ポリイミド層２
５中にヴアイア２７を形成してから、ポリイミド
層２５を“Ｃ”段階にまで完全に硬化させる。こ
うすると、上記のフオトレジスト処理などの工程
によつて、ポリイミド層２５にヴアイア２７を設
けるのが簡単になるからである。もつと具体的に
いうと、ポリイミド層２５中のヴアイア２７のエ
ツチングは、ポリイミドが“Ｃ”段階にまで完全
に硬化された場合の方が、“Ａ”段階まで部分的
にしか硬化されていない場合よりも困難である。
引続き第６図を参照すると、ポリイミド層２５
中にヴアイア２７設け、ポリイミド層２５を
“Ｃ”段階にまで完全に硬化させた後、ポリイミ
ド層２５の頂面に第２の回路層を形成する。前述
のように、この第２の回路層は、クロム−銅−ク
ロム・メタラジまたは他のかかる適当なメタラ
ジ、ならびにポリイミド１２上に第１の回路層を
形成する場合について前述したものと本格的に同
じフオトレジスト処理およびエツチング工程を用
いて形成するのが好ましい。第６図に示すよう
に、この第２の回路層を形成する各回路層は、部
分的に下にあるポリイミド層２５に対する回路の
接着力を高めるために設けられた一番下のCr層
３７、各回路線の本体となるCu層３９、および
各回路線本体となる下のCu層を保護する一番上
のCr層４１を含んでいる。第６図に示すように、
このCr−Cu−Crメタラジは、ヴアイ２７を満た
して、ポリイミド層２５の両面に形成された回路
の間の電気経路（相互接続）をもたらす。ただ
し、第６図に示すように、一番下のCr層３７は、
この第２の回路層を形成する各回路線の間では完
全に除去されることに留意すべきである。また、
第６図に示すように、第４図および第５図に示す
単一回路層１５にデバイスおよび構造を付着する
場合について前述したのと本質的に同じやり方
で、第２の回路層を形成する回路線の選択された
ある部分から、一番上のCr層４１をエツチング
によつて選択に除去して、半導体チツプなどの電
子デバイスをこの第２の回路層に付着し、また第
２の回路層をプリント回路板などの他の構造に付
着するためのランドおよびパツドを設けることが
できる。
ランドまたはパツドを作りたい領域からだけ一
番上のCr層４１を除去する点以外は、ブランケ
ツト・メタラジをパーソナライズする、すなわち
ブランケツト・メタラジから回路線を形成するの
に使うフオトレジスト処理およびエツチング工程
と同じフオトレジスト処理およびエツチング工程
を用いて一番上のCr層４１を選択的に除去し、
第２の回路層の所望のランドおよびパツドを形成
することが好ましい。また、このランドとパツド
の選択工程は、第２の回路層の個々の回路線を形
成する（パーソナライズする）工程の以前に行な
うことが好ましい。
上述のように第２の回路層を形成する各回路線
の間からその上にあるCu層３９とCr層４１を除
去した後、適当なエツチヤントおよびブランケツ
ト・メタラジ上に所期の第２の回路層を画定する
ためのフオトレジスト・マスクを関連させて使つ
て、各回路線の間から一番下のCr層３７を除去
することができる。たとえば“KTFR”フオト
レジストを使つて第２の回路層を画定するフオト
レジスト・マスクを作成する場合、過マンガン酸
カリウム（KMnO4／KOH）溶液中でエツチング
によつて、一番下のCr層３７を除去することが
できる。
第６図に示すように、テープ１４上のポリイミ
ド層２５の両面に第１および第２回路層を形成し
た後、フオトレジストなど適当な保護材料の層
（図示せず）を塗布して第２の回路層を覆う。た
とえば、保護層は厚さ約5.1ミクロン（約0.0002
インチ）の“KTFR”フオトレジストの層とす
ることができる。次に、たとえばジヤーナル・オ
ブ・ヴアキヤーム・サイエンス・テクノロジー
（The Journal of Vacuum Suience
Technology）、B3(3)、1985年５／６月に所載の
エツジト（Eggito）等の論文“有機材料のプラ
ズマ・エツチング．I.O2−CF4中でのポリイミド
（Plasma etching of orgnic materials.I.
Polyiimidc in o2−CF4）”に記載されているよ
うなプラズマ・エツチング法を用いて、テープ１
４中の窓様開口１８を覆う元の一番下のポリイミ
ド層１２を除去する。この論文の開示全体を本明
細書に引用する。前述のように、ポリイミド層１
２はポリイミドを“Ｃ”段階まで完全に硬化させ
るために乾燥されており、この完全に硬化された
ポリイミド層１２を除去するのはかかるプラズ
マ・エツチング法を使わないと難しいので、テー
プ１４中の窓様開口１８を覆うポリイミド層１２
を除去するには、かかるプラズマ・エツチング法
を使う必要がある。テープ１４中の窓様開口１８
を覆うポリイミド層１２を除去する工程の間、第
２の回路層を覆う“KTFR”フオトレジストが
ポリイミド層２５を保護する。
テープ１４中の窓様開口１８を覆うポリイミド
層１２を除去した後、たとえば過マンガン酸カリ
ウム（KMnO4／KOH）溶液中でのエツチングに
よつて、一番下の第１のCr層３２の露出した部
分を除去する。次に、第２の回路層上の保護被覆
を除去する。たとえば保護被覆が前述のように
“KTFR”フオトレジストである場合、前述の
“Ｊ−100”フオトレジスト剥離剤などの適当なフ
オトレジスト剥離剤を使つて、それを剥がすこと
ができる。
前述のように第２の回路層上の保護被覆が除去
されると、所期のポリイミド可撓膜、テープ１４
中の各窓様開口１８を覆う２層回路構造だけが残
る。この構造は、前述のように両面に回路を備
え、また前述のように選択された場所にヴアイア
２７を備えた、第２ポリイミド層２５を含んでい
る。テープ１４中の各窓様開口１８を覆う、この
一連の離散的２層回路つきポリイミド可撓膜基板
は、第４図および第５図に示し前述した一連の離
散的単一層回路つきポリイミド可撓基板と同様
に、様々な用途に使用できる。たとえばこれらの
２層回路つきポリイミド可撓膜基板をそれぞれ切
り出して、プリント回路板などの構造に半導体チ
ツプなどのデバイスを装着するための電子デバイ
ス用キヤリアとして用いることができる。もちろ
ん、ポリイミド層２５の両面に回路があるので、
ポリイミド層２５のどちらの面にデバイスを装着
することもできる。すなわち、２層回路つき基板
は、単一層回路つき基板よりも複雑で性能のよい
電子パツケージ構造をもたらすことができる。
また、第６図に示すようなテープ１４上に２層
回路つきポリイミド可撓膜基板を形成するための
上記の加工はすべて、テープ１４中の送り穴１６
と係合するプロケツトを備えた自動装置を使つて
連続テープ型式でテープ１４を操作することによ
つて行なうことができる。すなわち、上記の加工
方法は比較的大量に生産に行なうのに特に適して
いる。さらにテープ１４の送り穴１６と係合する
スプロケツトを備えた自動装置を使つて連続テー
プ型式でテープ１４を装作することにより、電子
デバイスを回路つき基盤に装着し、また回路つき
基板を他の構造に取りつけることができる。この
ことも、とくに比較的に大量生産を行う場で大き
な利点をもたらす特徴である。
Ｅ 発明の効果 本発明によれば、回路つき可撓膜基板の大量生
産が容易になるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の原理にもとづいて回路つき
可撓膜基板を作成するのに使用する、ポリイミド
層で被覆した金属キヤリア・ホイルの部分透視
図、第２図は、本発明の原理にもとづいて回路つ
き可撓膜基板を作成するために第１図に示すポリ
イミドで被覆した金属キヤリア・ホイルと共に使
用できる、テープの各縁に沿つて操作装置のスプ
ロケツトと係合するための穴を備え、中央に複数
の窓様開口を備えたテープの部分平面図、第３図
は、本発明の原理にもとづいて第１図に示す金属
キヤリア・ホイルからポリイミド層をテープに転
写された後の、第２図に示すテープの上面図、第
４図は、本発明の原理にもとづいて、第１図に示
す金属キヤリア・ホイルからポリイミド層をテー
プに転写させ、ポリイミド層上にテープの中央の
窓様開口を覆う単一回路層を形成した後の、第２
図に示すテープの長手方向の断面の正面図、第５
図は、第４図に示すテープの線Ａ−Ａに沿う断面
図、第６図は、本発明の原理にもとづいて、第１
図に示す金属キヤリア・ホイルからポリイミド層
が転写されたテープ上に貼布された第２のポリイ
ミド層の両面に２つの回路層を形成した後の、第
２図に示すテープの部分断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 転写体の１つの面を未硬化のポリイミドで被
    覆し、 前記転写体上のポリイミドを乾燥させて該ポリ
    イミドを部分的に硬化させ、 少なくとも１つの開口を持つ被転写体の１つの
    面を接着性材料で被覆し、 前記転写体のポリイミドで被覆した面と前記被
    転写体の接着性材料で被覆した面とを向い合わせ
    て、前記転写体と前記被転写体とを貼り合わせ、 前記転写体を取り除いて、前記被転写体に前記
    開口を覆うポリイミド層を残し、 前記被転写体上のポリイミドを完全に硬化さ
    せ、 前記被転写体の前記開口を覆うポリイミド層に
    回路を設ける ことを特徴とする回路つき基板の製造方法。
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