JPH0342860A - フレキシブルプリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はフレキシブルプリント配線板（以下ＦＰＣとい
う）に関するものである。

「従来の技術、１ 従来、プリント配線板へ半導体を実装する手段として、
エポキシ樹脂やセラミックなどで半導体ペアチップ素子
を気密封止したパッケージ品が用いられており、これら
のパッケージ形態は、基板押入タイプのＤＩＰ　（デュ
アルインサートパッケージ）から、表面実装用のｓｏｐ
　（スモールアウトラインパッケージ）やＦＰ（フラッ
トパッケージ）などのような、より小型で省スペース化
されたものへ移りつつある。さらにまた、省スペース化
、あるいは、高集積化の要求の高い電子機器などにおい
ては、パッケージに収容されていた半導体ペアチップ素
子をプリント配線板上へ直接実装するようにしたいわゆ
るチップオンボード（以下ＣＯＢという）実装が行われ
ている。

上記ＣＯＢ実装には、半導体ペアチップ素子を配線基板
上に接着剤などでグイボンドした後、配線板上の電極回
路と半導体ペアチップ素子のポンディングパッドとを金
線などによりワイヤボンディングするワイヤボンディン
グ法（以下ＷＢ法という）と、半導体ペアチップ素子の
ポンディングパッドにはんだなどの接続用バンプを設け
、配線板電極回路と直接接続するフリップチップ法（以
下ＦＣ法という）とがある。

すなわち上記ＷＢ法によって製造されたものは、第６図
に示すように、絶縁性素材層（ベースフィルム）ｌに接
着層２を介して積層された銅箔をエツチングすることに
より回路導体３を形成し、これに、所定箇所に窓を供え
た絶縁性素材層（カバーレイ）１を積層してなるＦＰＣ
に半導体ペアチップ素子４を接着し、この半導体ペアチ
ップ素子４の上部のポンディングパッド５と回路導体３
の所定箇所との間をボンディングワイヤ６によって接続
し、さらに、封止樹脂７で被覆することによって（４ｉ
ｆｆするようにした構造となっている。

またＦＣ法によって製造されたものは、第７図に示すよ
うに、半導体ペアチップ素子５のポンディングパッド５
を回路導体３の表面にはんだ８を介して固着した構造と
なっている。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記絶縁性素材層１がポリイミドなどの柔軟
なプラスチックフィルムにより形成されたＦＰＣにあっ
ては、外力、あるいは、経時的に発生する歪みに起因し
て絶縁性素材層ｌに聞げ変形が生じることが避けられず
、この変形に起因して、半導体ペアチップ５と回路導体
３との問、封止樹脂７と基板表面との間が剥離すると、
封止性が失われて半導体ペアチップ５の耐湿性をそこな
い、著しい場合には、機械的に破損してしまうこととな
る。また、絶縁性素材層１の変形によってボンディング
ワイヤ６の断線、はんｔご付は箇所の剥離などが生じる
こともあり得る。さらに、封止樹脂７として一般に用い
られているエポキシ樹脂は、封止性を発揮するために必
要な耐湿性、耐熱性、熱膨張計数（絶縁性素材層に近い
こと）などの条件を満たすものの、絶縁性素材層ｌとし
て一般に用いられているポリイミドとの接着性が比較的
わるく、上記剥離が起こり易い傾向がある。

そこで、図中鎖線で示すように、絶縁性素材層１の裏面
に予め補強板９を接着しておくことが考えられるが、こ
の場合、次のような新たな問題が生じる。

■　充分な補強効果を得るには、補強板の厚さを大きく
せざるを得ず、その結果ＦＰＣの本質的な特徴であると
ころの薄さ、および、柔軟性が損なわれる。

■　補強板の接着には、絶縁性素材層１を構成するポリ
イミドとの接着性などを考慮してアクリルなどの熱可ｆ
ｆ１ａ樹脂やＮＢＲなどのゴム質のものが一般的に使用
されているが、これらの物質は、ワイヤボンディングが
行なわれる温度条件、すなわち、１２０℃〜２８０℃で
軟化してしまい、ボンイング荷重の減衰や超音波出力の
分散といったボンイング不良の原因となる。

本発明は上記事情１こ鑑みてなされたもので、ＦＰＣの
本質的な特徴である薄さおよび柔軟性を損なうことなく
これを有効に補強するとともに、半導体素子と回路導体
との電気的な接続の信頼性を高めることを目的とするも
のである。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するため、本願の特許請求の範囲第１項
記載の発明は、 フィルム状の絶縁性素材層の表面に所定のパターンで回
路導体を設け、この回路導体に電気的に接続された半導
体を前記絶縁性素材層もしくは回路導体に機械的に固着
してなるフレキシブルプリント配線板において、前記絶
縁性素材層における半導体の固着箇所の周囲に絶縁性素
材層の表面から半導体の高さよりも高く突出する熱硬化
性樹脂製の表側補強層を設けるとともに、前記半導体の
固着箇所の反対側に熱硬化性樹脂製の裏側補強層を設け
た構成としてなるものである。

また特許請求の範囲第２項記載の発明は、前記特許請求
の範囲第１項記載の発明において、絶縁性素材層におけ
る回路パターンの形成範囲外に、絶縁性素材層を貫通す
る貫通部を設け、該貫通部に、前記表側および裏側の補
強層と一体の熱硬化性樹脂製の連結部を設けた構成とし
てなるものである。

「作用」 特許請求の範囲第１項記載の発明の構成であると、絶縁
性素材層に積層された熱硬化性樹脂によって、半導体の
搭載範囲の剛性が高められる。また半導体の搭載範囲す
周囲に充分な高さをもって設けられた補強層は、外力が
半導体へ直接的に作用するのを特徴する 特許請求の範囲第２項記載の発明の構成であると、表側
および裏側の補強層を構成すべく塗布、あるいは印刷さ
れた樹脂が、絶縁性素材層を表ワ１に貫通する貫通部を
介して一体化され、さらに硬化することによって連結部
となり、前記表裏の補強層を強固に連結して、これらの
間の各層の助げ変形や、これにともなう剥離が防止され
る。

「実施例」 以下、図ｉＴ＋ｉを参Ｊ！ｌ！　シて本発明の詳細な説
明する。なお図中従来例と共通の構成には同一符号を付
し、説明を簡略化する。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すものであ
って、このＦＰＣは、所定のパターンの回路導体３が設
けられた絶縁性素材層（ベース）ｌを備えるとともに、
半導体ペアチップ素子４の搭載範囲に窓を備えた絶縁性
素材層（カバーレイ）ｌが積層された構造となっている
。また半導体ペアチップ素子４は、絶縁性素材層ｌがな
く、回路導体３が露出した箇所に設けられており、この
半導体ペアチップ素子４の搭載箇所の周囲には熱硬化性
樹脂からなる補強層１０が積層されている。さらに、補
強層１０に囲まれた範囲には、封止樹脂７が充填されて
前記半導体ペアチップ素子４を）夏うようになっている
。

上記構成のＦＰＣは、例えば下記のような工程により製
造される。

■厚さ２５μｍ程度のポリイミドフィルムからなる絶縁
性素材層ｌと、回路導体３となる厚さ１８μｍ程度の銅
箔とを接着層２を介してラミネートしてなる銅張積層板
を用い、マスキング→回路パターンの露光→現像→エツ
チングによって所定の回路導体を形成する。

■厚さ２５μｍ程度のポリイミドフィルムに接着剤を塗
布してＢステージ（熱硬化前の柔軟な状態）まで硬化さ
せてなるカバーレイフィルム１の所定位置に窓を形成し
、上記■工程により、形成されたものの表面に、積層し
、加熱プレスによって接着剤に回路導体間の隙間を埋め
させながら、カバーレイフィルム１を完全に硬化させる
。

■以上のようにして作成された基板のＣＯＢ実装部分、
特に、ワイヤボンディング用電極回路の部分に高純度の
金めつき処理を施した後、半導体ペアチップ素子４を実
装する面における実装範囲の周囲（ワイヤボンディング
される範囲の外）、および、他方の面全体に、補強層１
０となる熱硬化性樹脂をスクリーン印刷などによって塗
布し、加熱炉で加熱することにより硬化させる。

■以上のようにして作成された基板のＣＯＢ実装部のグ
イパッドに、銀ペーストなどを用いて、半導体ペアチッ
プ素子４をグイボンドし、素子４のポンディングパッド
５と回路導体３とをワイヤボンドする。その結果、第２
図に示すようなＦＰＣが得られる。

なお、前記補強層１０を構成すべくＦＰＣの表面に塗布
される樹脂は、例えば熱硬化型樹脂ワニスであって、Ｔ
ｇが１００″Ｃとなる程度の耐熱性を持るものが採用さ
れ、その塗布範囲は、ＦＰＣの外周から１ｍｍ程度内側
の領域とされている。

■さらに、前記補強層１０によって囲まれた範囲の凹部
に封止樹脂７を充填して硬化させる。

以上のように構成されたＦＰＣは、補強層１０によって
半導体ペアチップ素子４の実装部分の周囲、および裏面
が補強されているから、この部分の曲げ変形を最小限に
抑制して、基板の表面にグイボンドされた素子４の剥が
れ、あるいは、ボンディング不良の発生を防止すること
ができる。また補強層１０は、エポキシ樹脂などからな
る封止樹脂７との間で良好接着性を有し、したがって、
封止を確実にすることができる。

さらに、補強層１０は、第２図に示すように半導体ペア
チップ素子４の上面よりさらに上方に達することができ
る程度の厚さで形成されているから、封止樹脂７を上方
から圧縮しようとする荷重が加わった場合にも、これを
実装部分およびその周囲部分に分散させて半導体ペアチ
ップ素子４を保護することができる。

次いで、第３図および第４図は本発明の他の実施例を示
すものである。この実施例は、ＦＰＣを表裏に貫通する
開口部１１を設け、この開口部ｌｌを介して表側の補強
層１０と裏側の補強層ｌＯとをこれらと一体の樹脂から
なる連結部１２によって互いに連結するようにしたもの
である。

すなわち、一般のＦＰＣにあっては、表裏の回路導体を
導通させるため、スルーホールと呼ばれる貫通孔を形成
するから、この貫通孔を形成するための打ち抜き加工と
同一の工程において前記開口部１１を形成しておき、前
記■の工程における熱硬化性樹脂の印刷（塗布）ととも
に、この開口部１１内に表側および表側から互いに樹脂
を送り込んで一体化し、これを加熱、硬化させることに
よって、表裏の補強層１０−　ｔｏを互いに接続する前
記連結部１２が形成されることになる。

なお、前記開口部１１は、ＦＰＣの周囲より１ｍｍ程度
内側に形成された補強層１０よりもさらに１ｍｍ程度内
側の領域であって、回路導体３が形成される範囲より外
側の領域に設定されることにより、補強層１０の強度を
保存し、かつ、回路導体３を切断してしまうことのない
ように配慮されている。

以上のように構成されたＦＰＣは、補強層１０の存在に
よって、前記一実施例のものと同様の効果を得ているの
はもちろんのこと、表裏の補強層１０が連結部１２によ
って連結されて、両層の間の間隔を連結部１２により一
定に維持して、これらの間の各層の剥離が確実に防止さ
れている。

なお前記開口部１１の幅寸法は、補強層１０を構成する
熱硬化型樹脂の流動性を考慮してほぼ１゜５ｍｍ程度に
設定されている。すなわち、開口部１０を介して表裏の
樹脂を流通させて両側の補強層１０を確実に連結するに
は、開口部の幅寸法を大きくし、あるいは、溶剤等によ
り樹脂を薄めて流動性を高めることが有効であるが、硬
化時に反り、歪みなどが発生しない程度の濃度を維持し
、かつ、補強層１０の連結を確実にするため、上記１．
５ｍｍ程度の寸法に設定されている。

さらに、前記他の実施例では、ＦＰＣの表裏を貫通する
開口部１１を連続的なスリット状としたが、第５図に示
すように、前記実施例において開口部１０が設けられた
範囲に複数の貫通孔１３を均一に分布させて配置するよ
うにしてもよい。

「発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本願の特許請求の範囲第
１項記戦の発明では、フレキシブルプリント配線板にお
ける半導体の搭載範囲の周囲、および、その裏側に補強
層が設けられているから、この部分の剛仕を高めて藺げ
変形を抑制して、各層の剥がれ、あついは、半導体の機
械的あるいは電気的な結合部分の剥がれを防止すること
ができるとともに、半導体の周囲で充分な高さを持つ補
強層により、半導体へ作用する圧縮荷重を分散させて半
導体チップの機械的な砿壊、あるいは、電気的な接続不
良の発生を防止することができる。

また特許請求の範囲第２項記載の発明では、第１項記載
の発明に加えて、絶縁性素材層を貫通する連結部を介し
て表裏の補強層が一体化されているから、これらの補強
層の間の絶縁性素材層、回路導体の剥離をさらに確実に
防止することができる。

なお、上記実施例は本発明をＷＢ法に適用した場合を示
したが、ＦＣ法により製造されるプリント配線板にも適
用し得るのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は外観を示す斜視図、第２図は第１図の■−■線
に沿う断面図、第３図および第４図は本発明の他の実施
例を示すもので、第３図は第２図と同一部分の断面図、
第４図は開口部の配置を示す平面図、第５図はさらに他
の実施例における貫通孔の配置を示す平面図、第６図お
よび第７図は従来方法により製造されたプリント配線板
の断面図であって、第６図はＷＢ法による場合を、第７
図はＦＣ法による場合をそれぞれ示すものである。 １・・・・・・絶縁性素材層、２・・・・・・接着層、
３・・・・・・回路導体、４・・・・・・半導体ペアチ
ップ素子、５・・・・・・ポンディングパッド、６・・
・・・・ボンディングワイヤ、７・・・・・・封止樹脂
、８・・・・・・はんだ、９・・・・・・補強板、１０
・・・・・・補強層、１１・・・・・・開口部、１２・
・・・・・連結部、１３・・・・・・貫通孔。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィルム状の絶縁性素材層の表面に所定のパター
   ンで回路導体を設け、この回路導体に電気的に接続され
   た半導体を前記絶縁性素材層もしくは回路導体に機械的
   に固着してなるフレキシブルプリント配線板において、
   前記絶縁性素材層における半導体の固着箇所の周囲に絶
   縁性素材層の表面から半導体の高さよりも高く突出する
   熱硬化性樹脂製の表側補強層を設けるとともに、前記半
   導体の固着箇所の反対側に熱硬化性樹脂製の裏側補強層
   を設けたことを特徴とするフレキシブルプリント配線板
   。
2. （２）前記絶縁性素材層における回路パターンの形成範
   囲外に、絶縁性素材層を貫通する貫通部を設け、該貫通
   部に、前記表側および裏側の補強層と一体の熱硬化性樹
   脂製の連結部を設けたことを特徴とするフレキシブルプ
   リント配線板。