JPH0521538A - フイルムキヤリア装置 - Google Patents

フイルムキヤリア装置

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JPH0521538A
JPH0521538A JP3176601A JP17660191A JPH0521538A JP H0521538 A JPH0521538 A JP H0521538A JP 3176601 A JP3176601 A JP 3176601A JP 17660191 A JP17660191 A JP 17660191A JP H0521538 A JPH0521538 A JP H0521538A
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口 健 司 山
Hiroki Tanaka
中 浩 樹 田
Yoshihiro Nakada
田 義 弘 仲
Mamoru Onda
田 護 御
Masaharu Takagi
城 正 治 高
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工作業が極めて簡単で、バイアホールを介
しての電気的接続の信頼性の高いフィルムキャリア装置
を提供するものである。 【構成】 絶縁層の両面に第1および第2導電層を有
し、これらの導電層間がバイアホールを介して電気的に
接続されてなるフィルムキャリア装置であって、バイア
ホールは半田ボールまたは半田線の加熱溶解によって半
田により実質的に充填されていることを特徴とするフィ
ルムキャリア装置。 【効果】 熱ストレスに対する電気的接続の信頼性が向
上し、さらに本発明のフィルムキャリア装置は効率の良
い接続法によるものであり、工業的な量産性にも優れて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバイアホールを有するフ
ィルムキャリア装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近ICの薄型高密度実装化に対応し
て、ICチップをフィルムキャリアに取り付けて実装す
るTAB(テープキャリア方式)が用いられている。こ
のようなTABにおいては、例えばポリイミドフィルム
などの絶縁層の上面に信号層、下面に電源層を有してい
るが、下面の電源層から配線をとるためなどの目的でバ
イアホールが設けられる。
【0003】フィルムキャリア装置に形成されたバイア
ホールを接続する手段として、従来例えば図5に示すよ
うにスパッタ法で銅をコートして銅膜層5を形成する方
法がある。すなわち例えば厚さ25μmの銅箔1、厚さ
75μmの絶縁層3に形成されたバイアホール4をスパ
ッタ法による厚さ4μmの銅膜層5により接続してい
る。また、図6には例えば厚さ75μmのポリイミド絶
縁層3の両面に厚さ25μmの銅箔1、7をエポキシ系
接着剤2、6により張り合わせた後、径0.2〜0.6
mmのスルーホール8を形成したものであるが、その接
続法として、銅の電気めっき法や無電解めっき法により
めっき層9を形成したものである。いずれの方法も、バ
イアホールを形成する壁面を介して電気的に接続するも
のである。
【0004】前記スパッタ法による接続では、ポリイミ
ド絶縁層が発熱し、熱変形するうえ、用いるポリイミド
の種類(例えば商品名カプトンH、ユーピレックスS
等)によっては、形成される銅膜層の密着力が30g/
cm以下と弱く、密着力向上のためにはスパッタの後、
特殊なプラズマ処理が必要であった。まためっき法は、
一般に密着力が良いものの、やはり用いるポリイミドの
種類(例えば商品名カプトンD、ユーピレックスS等)
によってはめっきの密着性が悪く、熱ストレスに対する
信頼性に乏しいという問題がある。さらに銅の電気めっ
きでは5〜10分、無電解めっきでは1〜2時間とめっ
きに時間がかかること、湿式で行なわれるためイオン性
物質がバイアホールや層間に残留して、マイグレーショ
ンや配線腐食原因となることなどの問題もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】フィルムキャリア装置
の絶縁層の両面に有する導電層間をバイアホールを介し
て電気的に接続する上記従来技術の課題に鑑み、信頼性
が高く、容易に接続できる方法が求められていた。本発
明は、このような要望に応えるものである。
【0006】本発明は導電層間の電気的接続を半田ボー
ル等の溶融によるバイアホールの埋め込みを行なった
後、例えば蒸着法などにより他の導電層を形成すること
により実現するものであり、加工作業が極めて簡単で、
バイアホールを介しての電気的接続の信頼性の高いフィ
ルムキャリア装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、絶縁層の両面に第1および第2導電
層を有し、これらの導電層間がバイアホールを介して電
気的に接続されてなるフィルムキャリア装置であって、
バイアホールは半田ボールまたは半田線の加熱溶解によ
って半田により実質的に充填されていることを特徴とす
るフィルムキャリア装置が提供される。以下図面に基づ
き、本発明をさらに詳細に説明する。
【0008】本発明において第1導電シート層としては
銅箔シート、銅合金(Cu−Zr,Cu−Sn合金)箔
シート、42系合金(Fe−42%Ni合金、Fe−4
2%Ni−3%Co合金)箔シートなどが挙げられる。
第1導電シート層の厚さは通常4〜35μmである。ま
た、絶縁層3は商品名カプトンD、カプトンH、ユーピ
レックスSなどで知られるポリイミドフィルム、ガラス
エポキシ、BTレジンポリエステルフィルム等が挙げら
れるが、通常ポリイミドフィルムが好んで用いられる。
絶縁層の厚さは通常25〜150μmである。
【0009】バイアホールは、通常絶縁層にフォトレジ
スト層を形成し、それをマスクとしてヒドラジン等の液
中でフィルムシートの一部の領域をエッチングすること
により形成することができる。バイアホールの直径は通
常0.05mmから0.6mmの範囲にあることが好ま
しい。その理由としては、多層配線でしかも配線ピッチ
が140μmと狭くなる傾向にあるので0.6mmを越
えるスペースを確保するのが困難である。また直径が
0.05mmよりも小さくなると本発明で使用する半田
ボールや半田線の挿入が実際上困難となる。
【0010】本発明におけるバイアホール内の埋め込み
は、例えば図1に示すように半田ボール若しくは半田線
を加熱溶融して絶縁層の上面高さ付近まで半田10によ
り埋め込む。半田の埋め込み高さは絶縁層の上面高さに
なるべく合わせることが好ましい。半田の組成としては
Snが通常100〜5%の範囲にあるものが好んで使用
される。半田ボールは常法により通常直径35〜400
μmの半田線(ワイヤ)を加熱して製造する。半田線は
バイアホールに挿入し長さ55〜700μmに切断す
る。
【0011】図7に半田ボールの埋め込み工程(装置)
の一例を示した。キャピラリー22の孔に通した半田ワ
イヤ23の先端を、ライン26からのAr+10%H2
等の雰囲気中でアーク放電により熔解し、ボール24を
形成する。この時ボールの径はワイヤーの3倍の径迄作
ることができるのでバイアホールに1回の埋め込みで完
全に充填する事ができる。ボールのバイアホールへの接
合は超音波併用型の熱圧着法により行なうことができ
る。キャピラリーを垂直方向に移動させながら、クラン
パーを閉じボールの切断を行なう。この方法により、均
一な大きさのボールを再現性良く埋め込むことができ
る。
【0012】第2の導電層11は埋め込まれた半田層1
0と共に絶縁層3の上面に形成され、これによりバイア
ホールを介して電気的に接続される。第2導電層11は
真空蒸着法、イオンプレーティングにより形成されるこ
とが好ましい。第2導電層に用いる金属としては銅、N
i下地銅であるが銅であることが好ましい。第2導電層
11が形成されたあとは常法によりレジスト塗布、パタ
ーンニング、導電層のエッチングを行い、微細配線の多
層構造のフィルムキャリア装置を得ることができる。
【0013】本発明の別の態様を図4に示す。図のよう
に、半田ボールあるいは半田線の熔解物10と共に絶縁
層3の上面に銅層7を設けているが、その層にはバイア
ホールの径よりも小さい穴を開けている。こうすること
によって、半田の熔解の際に発生するガスの放出が容易
となり、更に半田10が銅層7の上面に流出するのを防
止し、第1導電シート層をバイアホールを介して銅層7
と確実に接続される。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。
【0015】(実施例1)直径300μmのバイアホー
ルが形成された厚さ100μmの絶縁層(ポリイミド:
宇部興産社製、商品名ユーピレックスS)3にエポキシ
系接着剤2で厚さ25μmの銅箔シート1を貼り合わせ
た。次いで径が300μmの半田(80%Sn−20%
Pb合金)線を80個のバイアホールに挿入切断後、約
210℃で加熱した。この段階の構造を図1に断面図と
して示す。次いでこの構造の絶縁層3および半田層10
の上面に真空蒸着法で厚さ4μmの銅層11を形成し、
その後レジスト塗布、パターンニング、銅層のエッチン
グを行い、微細配線の2層構造のフィルムキャリア装置
を作成した。銅箔シート1と銅層11が接続された構造
を図2に示す。比較のため、同じ構成のバイアホール
に、スパッタ法で厚さ4μmの銅膜5を形成した(図5
参照)。
【0016】両者の初期抵抗のばらつきを調べたとこ
ろ、実施例1では初期抵抗のばらつきは0.1〜0.2
Ω、比較例1のものは0.2〜1.0Ωであり、本発明
のものはばらつきも小さく安定していた。また、このフ
ィルムキャリア装置を−50℃〜+150℃の温度サイ
クル試験を実施しながら接続抵抗の推移を調べたとこ
ろ、比較例1のフィルムキャリア装置よりも導通不可
(バイアホールでの膜はがれによる断線)になる時間が
2000時間と10倍長く、熱ストレスに対する信頼性
が大幅に向上した。
【0017】(実施例2)厚さ25μmの銅箔シート1
にエポキシ系接着剤層2を介してポリイミド絶縁層(厚
さ75μm、バイアホール径200μmで他面に銅箔キ
ャスティング材12を有する)3を貼り合わせた。次い
で直径180μmの半田(80%Sn−20%Pb合
金)線を80個のバイアホールに挿入切断後、約200
℃で加熱しバイアホールを充満させた。その上にイオン
プレーティングにより、厚さ5μmの銅層11を形成し
た(図3参照)。さらにレジスト塗布、パターンニング
を行い、銅層をエッチングし、2層微細配線構造のフィ
ルムキャリア装置を製作した。このフィルムキャリア装
置を−50℃〜+150℃の温度サイクル試験(30分
保持)を実施しながら接続抵抗の推移を調べたところ、
従来のめっきによる銅箔シートとの接続をしたものと比
較して初期抵抗のばらつきも小さく導通不可(バイアホ
ールあるいはスルーホールでの銅の電気めっき膜のはが
れによる断線またはイオンプレーティングによる銅膜の
はがれによる)になる時間が2000時間と5倍長く、
熱ストレスに対する信頼性が大幅に向上した。
【0018】温度サイクル(熱ストレス)試験法:バイ
アホールを介して電気的に接続したフィルムキャリア装
置をEIAJ(Electronic Industries Association of
Japan:社団法人日本電子機械工業会)の規格に準拠し、
二葉科学製、冷熱サイクルの試験機を用い、−50℃に
30分間保った後、昇温速度120℃/分で150℃に
昇温し、30分間保つ。次いで降温速度−30℃/分で
−50℃とする。このサイクルを繰り返し、導通が不可
になる時間を調べた。なお試験数48個の平均値で求め
た。
【0019】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、本発明によって提供されるフィルムキャリア
装置は半田ボール若しくは半田線がバイアホールに埋め
込まれ、それによってバイアホールを介して第1および
第2導電層の接続ができるため、熱ストレスに対する信
頼性が向上した。また、バイアホールが0.6mmより
小径のもの程第1半田溶融層で確実にバイアホールを介
しての接続ができる。さらに本発明のフィルムキャリア
装置は効率の良い接続法によるものであり、工業的な量
産性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の半田線を熔融した段階の構
造を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例1の電気的接続を終えた段階の
構造を示す断面図である。
【図3】本発明の実施例2の電気的接続を終えた段階の
構造を示す断面図である。
【図4】本発明の装置の別の態様を示す断面図である。
【図5】従来のスパッタ法により電気的に接続した構造
を示す断面図である。
【図6】従来のめっき法により電気的に接続した構造を
示す断面図である。
【図7】半田ボールの埋め込み工程(装置)の一例を示
す断面図である。
【符号の説明】
1 銅箔シート(第1導電シート層) 2 接着剤層 3 絶縁層 4 バイアホール 5 銅膜層 6 接着剤層 7 銅箔シート層 8 スルーホール 9 めっき層 10 半田層 11 銅層(第2導電層) 21 クランパー 22 キャピラリーティップ 23 半田ワイヤー 24 埋め込み前の半田ボール 25 印加電極 26 雰囲気ガス供給ライン
フロントページの続き (72)発明者 御 田 護 茨城県日立市助川町3丁目1番1号 日立 電線株式会社電線工場内 (72)発明者 高 城 正 治 茨城県日立市助川町3丁目1番1号 日立 電線株式会社電線工場内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 絶縁層の両面に第1および第2導電層を
    有し、これらの導電層間がバイアホールを介して電気的
    に接続されてなるフィルムキャリア装置であって、バイ
    アホールは半田ボールまたは半田線の加熱溶解によって
    半田により実質的に充填されていることを特徴とするフ
    ィルムキャリア装置。
JP3176601A 1991-07-17 1991-07-17 フィルムキャリア装置 Expired - Lifetime JP2757594B2 (ja)

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