JPS62274737A - 回路つき基板の製造方法 - 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】 ３、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（パッケージング）さらに具
体的に言えば、半導体チッ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（ｃｉｒｃｕｉｔｉ
ｚｅｄ）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、半導体チップは、コンピュ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
る構造にチップを接続するための電気回路線を備えた、
半導体チップ・キャ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ップ・キャリ
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ップと半導体チ
ップ・キャ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、半導体チップ・キャリアが熱ひずみ
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
チップ・キャリアを製造できるかどうかが、もう−っの
重要な問題である。

半導体チップ・キャリアが比較的微細な回路線を支持で
きるかどうかが、第三の重要な問題である。

エリア・アレイまたは周辺アレイ接続構造を使って半導
体チップ・キャリアに半導体チップを実装できるかどう
かが、第四の重要な問題である６以上は、特定の応用分
野向けの半導体チップ・キャリアを選ぶ際に考慮すべき
重要な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
体チップ・キャリアおよびその他のががる回路つき基板
は多数ある。かかる基板には、米国特許第４５１７０５
１号、第４４８０２８８号、第４２３１１５４号に記載
されている如き、金属被覆セラミックや回路つき可撓膜
（ｆｌｅｘｉｂｌｅｆｉｌｍ）基板がある。しかし、他
の特徴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、半導体チップをアレ
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
動製造装置を使って生産するのに適した形で製造できる
、回路っき可撓膜基板が特に必要とされている。

したがって、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ップを接続できる、比較的微細な
回路線を備えた、回路っ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、自動製造装置を使ってかかる回
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
。

Ｃ０問題点を解決するための手段 本発明のこれらの目的は、転写法を使って連続テープ形
の回路っき可撓膜基板を作成することによって達成され
る。テープに、ポリイミドの比較的薄い暦で覆った窓様
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って、
転写体、例えば金属キャリア・ホイルがら例えばテープ
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
スプロケッ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１
２で被覆された金属キャリア・ホイル１０の一部分が示
しである。金属キャリア・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０．００
１〜０．００５インチ）１幅は製造したい製品の種類に
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、通常の半導体チップ・キャリア製品の場合、
ホイル１ｏは、厚さ約３８ミクロン（約０゜００１５イ
ンチ）、幅約３５１（約１．３６５インチ）、長さ約１
２２ｍ（約４００フイート）とすることができる。ただ
し、応用分野によっては。

幅が２．５６Ｃ１１（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（数百フィート）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（
ｔｈｅｒｍｏ　ｓｅｔ　ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ　Ｐ
ｏｌｙｍｅｒＰｏｌｙｉＩ６ｉｄｅ）からなり、通常の
連続スプレィ、ローラ・コータ、またはスキージ式（ｓ
ｑｕｅｅｇｙ　ｔｙｐｅ）の塗布方法を用いて、未硬化
（未イミド化）の液状でキャリア・ホイル１ｏに塗布す
ることが好ましい。しかし、希望する場合、キャリア・
ホイル１ｏ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０．０
００３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１２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
さが約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ってポリイミド層
１２を形成してもよい。たとえば、デュポン（Ｅ、１．
　Ｄｕ　Ｐａｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｎ＋ｏｕｖｓ　＆　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“５８
７８″ポリイミドは、熱硬化性縮合高分子ポリイミドで
あり、基本的に耐熱性の弾性材料である。

すなちわち、約４００”Ｃまでの加工温度に耐えられ、
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
ることに注意すべきである。たとえば、チバ・ガイギー
（Ｃｉｂａ−ＧｅｉｇｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）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（ｔｈｅｒｎ＋。

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（ｉｍｉｄｉｚｅｄ　）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って比
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）の液状でキャリア・ホイル１０に被覆された
“５８７８　”ポイリ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
金属キャリア・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　ｕ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って乾燥すること
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、赤外線ヒータを使って約１２０’Ｃ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、その各縁部に沿って装作装置
のスプロケット（図示せず）と係合するための送り穴１
６を備え、中央に一連の窓様開０１８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
被覆した金属キャリア・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Ｏ６゜Ｏ２インチ）か
ら１７８ミクロン（約０．００　ツイフチ）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、デュポン社から’ＫＡ
ＰＴＯＮ”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、長さがキャリア・ホイル１ｏと同じで幅
がキャリア・ホイル１０よりも少し広いことが好ましい
、たとえば、キャリア・ホイル１０の幅が約３５ｍｆｌ
ｌ（約１．３６５インチ）で長さが約１２２ｍ（約４０
０フイート）の場合、テープ１４は、長さがそれとほぼ
同じで１幅がキャリア・ホイル１０よりも約６．４ｍａ
＋（約１／４インチ）広いことが好ましいにうすると、
後述のように、キャリア・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ってもよい。たとえば、テープ１
４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、−辺２．５６Ｃ！ｌ（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２．５６ａｍ（約１インチ）の方形の開口となる
。

穴１６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）のスプロケットと係合しやす
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）接着材料を、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、キャリア・ホイ
ル１０上のポリイミド層１２が、上記のＩＪ　Ａ　ｌ＋
段階にまで乾燥させたデュポン社の”　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”ＸｔＪ−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がデュポン社の”　Ｋ　Ａ　Ｐ　Ｔ　ＯＮ”ポリイ
ミド層である場合、テープ１４上の接着材料は、後述の
ようにポリイミド層１２をキャリア・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。

またキャリア・ホイル１０上のポリイミド層１２が、上
述のように１１　Ａ　Ｉ＋段階まで乾燥させたデュポン
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上の接着材料は、ポリイミドの
約７０％未満がイミド化される“Ｂ”段階まで乾燥させ
た上記と同じ゛′５８７８ｎ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−２
１８”ポリイミドを使い、同時にキャリア・ホイル１０
上のポリイミド層１２として“Ａ　ｌｔ段階の”　５８
７８”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ＩＨ１２をキャリア・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
にも注意す入きである。

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ってテープ１
４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０．０
００５インチ）の“ＸＵ−２１８″ポリイミドの層を被
覆する場合、キャリア・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１通常の連続スプレィ、ローラ・
コータまたはスキージ式の重布方法を用いて、テープ１
４に液状の”ＸＵ−２１８”ポリイミドを塗布し、次に
キャリア・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ュポン社
の”　５８７８　”ポリイミドを使う場合、キャリア・
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
の連続スプレィ、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、キャリア・ホイル１０上の“５８
７８′′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、１Ｂ″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ｏ
、ｏ　ｏ　ｏ　ｓ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　Ｄ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づいて第
１図に示した金属キャリア・ホイル１゜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の各縁部に沿った穴１
６と係合するスプロケットを備えた装置を使ってテープ
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
よって決まる。

ポリイミド層１２の転写は、金属キャリア・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、キャリア・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、
キャリア・ホイル１０が、Ａ”段階まで乾燥させた厚さ
が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）の間のデュポン社の“５
８７８”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１４が、接着材料として厚さ１２．７　ミクｏ
：、＋　（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、厚さが５１
ミクロン（約０．００２インチ）から１７８ミクロン（
約０．００　フインチ）までのデュポン社の“Ｋ　Ａ　
Ｐ　Ｔ　ＯＮ　”ポリイミドからできている場合、キャ
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／ｃｄ（約１００〜２ｏＯ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（Ｓａ
ｎｄｖｉｋ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）社から
市販されている連続ロール・ラミネータを使ってこの積
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１
４上の接着材料として使い、かつ“Ａ′″段階の“５８
７８”ポリイミドをキャリア・ホイル１０上のポリイミ
ド層ｉ２として使うと、上記の積層法を使ってポリイミ
ド層１２をキャリア・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。もっと具
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
出する縮合反応がその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″接着剤糸″
および上記の処理条件を用いて、予想よりもずっと低い
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（”　５８
７８　”ポリイミド）に結合されることである。明らか
に、この２種の物質の相互拡散によって、他の方法では
得ることの難かしい比較的高耐熱性（最高４００’Ｃま
で）の接着材系が得られる。

しかし、他の方法を使っても、ポリイミド層１２をキャ
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ｉｔ　Ｂ　
Ｉ＋段階の”　５８７８　”ポリイミドを使い、かつキ
ャリア・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っても
、積層法を使ってポリイミド層１２をキャリア・ホイル
１０からテープ１４に転写させる接着剤系が得られる。

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ャリア・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、キャリア・
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０．０ｏ０２イン
チから０．０Ｏｏ３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
中央にある態様の開口１８を覆う。通常のエツチング処
理によって、または他の適当な方法を使って、キャリア
・ホイル１０を除去することができる。たとえば、キャ
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（ＨＣＱ）を含
む溶液または純粋ＨＣＱ溶液中でエツチングによって除
去できる。キャリア・ホイル１ｏが鋼の場合、ホイル１
０は、水と約３７０　ｇ／葛の塩化第二鉄（Ｆ　ｅ　Ｃ
Ｑ　３　）を含む溶液を用いてエツチングによって除去
できる。

キャリア・ホイル１０を除去した後、テープ１４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ｔｇｃ″′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
中の各態様開口１８の上にドラム・ヘッド様の構造を形
成する。このドラム・ヘッド様構造は、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、キャリア・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
さ約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３
６０〜４００℃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、それによってテープ１４中の各
態様開口１８を覆うポリイミドの所期のドラム・ヘッド
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図に示す金属キャリア・ホイ
ル１０からポリイミド層１２をテープ１４に転写させ１
本発明の原理にもとづいてテープ１４の中央にある態様
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
る一部分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に沿った斯面図が示さ
れている。第４図および第５図に示すように、製造しや
すくするため、ポリイミド層１２の、テープ１４中の態
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、態様開口１８を画定す
るテープ１４の＠壁によって形成されるウェル（Ｉｉｌ
ｅｌｌ、井戸）内部を加工することにより、テープ１４
中の態様開口上８と同じ側のポリイミド層１２の表面に
回路１５を形成することもできる。

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２
２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（ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃ
ａｌ　ｓｙｓｔｅｍ）でブランケット金属被覆（メタラ
イズ）し、続いて通常のフォトリソグラフィ法およびエ
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って、回路１２を形成すること
ができる。ブランケット金属被覆は、たとえば通常の蒸
着法またはスパッ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ッタリング法を用い
てポリイミド層１２上に比較的薄い金属層を設け、続い
て通常の電気めっ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、ブランケット金属被覆を
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、一番上のクロム層２
０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。−格上
のクロム層２４が選択的にエツチングで除去されると、
半導体チッ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
パッドが形成される。ランドおよびパッドを形成する回
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、金またはスズをめっ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、ランドおよびパッ
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（ｃ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｃｏｌｌａｐｓｅ）チップ接続（
Ｃ−４）バットを、半導体チップを回路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、回路１５の予
定用途１回路１５および結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、各回
に示した構造は、説明の都合上１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中の各態様開
口１８を覆うポリイミド層１２の各ドラム・ヘッド様領
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）したい、
半導体チッ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、パッドその他のかかる領域
を設けることができる６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ットを有する自動製造装置を使
ってテープ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
動製造装置を使って、半導体チッ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、顕微鏡などの装置を使って半導体チ
ッ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
体チッ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。半導体チッ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１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、
超音波ボンディング、熱圧縮ボンディングまたはその他
のかかる方法を使ってプリント回路板または他のかかる
構造に装着することができる。また用途によっては、ま
ず（チッ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１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
作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
体チップまたは他のかかるデバイス用のキャリアとして
使うことの一つの重要な利点は、熱膨張率が半導体チッ
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
チップを電子的および物理的に接続するための電子パッ
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Ｏｏ。

００３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ッ
プを接続するための信頼できる回路用電子パッケージを
形成しつつ、半導体チップとプリント回路板または他の
かかる構造との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図に示した金属キャリア・ホ
イル１ｏ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２５の両面に２つの回路層を形成した
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って、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１個々の回路線
の厚さが約７゜６ミクロン（約０．０００３インチ）１
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ッタリ
ング法を用いて、ポリイミド層１２に次々にクロム−銅
−クロム（Ｃｒ　−Ｃｕ　−Ｃｒ　）のブランケット（
ｂｌａｎｋｅｔ　。

全面的な）層を付着する。たとえば、一番上の第１のＣ
ｒ層３２は約１５０人から８００人の間の厚さに付着さ
せ、続いて第１のＣｕ層３４を約８ｏ、ｏ　ｏ　ｏ人か
ら９０，０００人の間の厚さに付着し、−格上の第１の
Ｃｒ層３６を約８００人の厚さに付着させることができ
る１次に、イーストマン９コダツク社（Ｅａｓｔｍａｎ
　Ｋｏｄａｋ　Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販寄れている”
　Ｋ　Ｔ　Ｆ　Ｒ″′′フオトレジストフォトレジスト
のブランケット層を１通常のスプレィ法その他の適当な
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”　Ｋ　Ｔ　Ｆ　Ｒ”フォトレジスト
を塗布することができる。下にあるブランケット・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
ーンでフォ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ェクション・プリンタ
または他のかかる装置を用いて、このフォトレジストの
ブランケット層に光を当てる。フォトレジストはポジテ
ィブのものでもネガティブのものでもよいことに留意す
べきである。フォトレジストを露光して、フォトレジス
トを所期の回路パターンで重合化させた後、適当なフォ
トレジスト現像装置にテープ１４を通して、フォトレジ
ストを現像する。たとえば、”　Ｋ　Ｔ　Ｆ　Ｒ”フォ
トレジストをメチルクロロホルム−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っているフォトレジストを除去する
ことができる。フォトレジストを現像した後、適当なニ
ッチヤント（ｅｔｃｈａｎｔ）を使って、露出した一番
上のＣｒ層３６とその下にあるＣｕ銅３４を除去する。

たとえば、露出した一番上のＣｒ層３６は過マンガン酸
カリウム（ＫＭｎＯＪＫＯＨ）溶液中でのエツチングに
よって除去し、その下のＣｕ層３４は塩化第二鉄（Ｆ　
ａ　ＣＱ　３／　ＨＣＱ　）溶液中でのエツチングによ
って除去して、一番下のＣｒ層３２を無傷のまま残すこ
とができる。この回路のバーツナライズ（Ｐｅｒｓｏｎ
ａｌｉｚａｔｉｏｎ）工程の後、適当なフォトレジスト
剥離剤を使って、すべてのフォトレジストを剥がす、た
とえば、フィリップＡ・ハント社（Ｐｈｉｌｉｐ　Ａ−
Ｈｕｎｔ　Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されている”　Ｊ
　−１００”フォトレジスト剥離剤を使って、“ＫＴＦ
Ｒ”フォ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図に示す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のポリイミド層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
属キャリア・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ィ、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１２と同じく、厚さ
が約５．１ミクロンから７．６ミクロン（約０．０００
２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１の回路層上に第２のポリイミド層２５を未
硬化の液状で塗布した後、キャリア・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
を使って、第２のポリイミド層２５を乾燥させ、ＩＩ　
Ａ　ｊｊ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５８
７８”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１
２上に第１の回路層を形成する場合について前述したの
と同様のフォトレジスト処理を用いて、ポリイミド層２
５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（Ｋ
　ＯＨ）または水酸化トリメチルアンモニウムでエッチ
することができる。ポリイミド層２５中ヴアイア２７を
エッチし・た後、適当なフォトレジスト剥離剤を使って
残ったフォ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
スト剥離剤を使って”ＫＴＦＲ”フォトレジストを剥が
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。

“ＣＩ＋段階にまでポリイミドＮ１２５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
を“Ａ”段階まで乾燥させることによって、厚さが約５
．１ミクロンから約７゜６ミｌロン（約０．０００２イ
ンチからｏ、ｏ　ｏ　。

３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’Ｃに約３０分間加熱して、ポリイミド
層２５をＩＩ　Ｃ）１段階にまで完全に硬化させること
ができる。ポリイミド層２５中にヴアイア２７を形成し
てから、ポリイミド層２５をＩｔ　Ｃ１１段階にまで完
全に硬化させる。こうすると。

上記のフォトレジスト処理などの工程によって、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。もっと具体的にいうと、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１１　Ｃｕ
段階にまで完全に硬化された場合の方が、Ｉｔ　Ａ１１
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を設け、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のと基本的に同じフォトレジスト処
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
回路線は、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、一番下
のＣｒ層４１をエツチングによって選択に除去して、半
導体チップなどの電子デバイスをこの第２の回路層に付
着し、または第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ッドを設けること
ができる。

ランドまたはパッドを作りたい領域からだけ一番上のＣ
ｒ層４１を除去する点以外は、ブランケット°メタラジ
をバーツナライズする、すなわちブランケット・メタラ
ジから回路線を形成するのに使うフォトレジスト処理お
よびエツチング工程と同じフォ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ッドを形成するこ
とが好ましい。また、このランドとパッドの選択工程は
、第２の回路層の個々の回路線を形成する（バーツナラ
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
当なエッチャントおよびブランケット・メタラジ上に所
期の第２の回路層を画定するためのフォトレジスト・マ
スクを関連させて使って、各回路線の間から一番下のＣ
ｒ層３７を除去することができる。たとえば、“ＫＴＦ
Ｒ”フォトレジストを使って第２の回路層の回路線を画
定するフォトレジスト・マスクを作成する場合、過マン
ガン酸カリウム（Ｋ　Ｍ　ｎ　Ｏ４／　Ｋ　ＯＨ）溶液
中でのエツチングによって、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の回路層を形成した後、フォト
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
ォトレジストの層とすることができる。次に、たとえば
ジャーナル・オブ・ヴアキャーム・サイエンス・テクノ
ロジー（Ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｖａｃｕｕｍ
　ＳｕｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　、　Ｂ　３
　（３）　、１９８５年５／６月に所載のエッジト（Ｅ
ｇｇｉｔｏ）等の論文“有機材料のプラズマ・エツチン
グ、１．０２−ＣＦ４中でのポリイミド（Ｐｌａｓｍａ
　ｅｔｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｏｒｇｎｉｃｍａｔｅｒｉａ
ｌｓ、　１．Ｐｏｌｙｉｍｉｄｃ　ｉｎ　ｏ２−ＣＦ、
）　”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１４中の態様開口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１２はポリイ
ミドを＃　ＣＩ＋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中の態様開口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中の態様開口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”　Ｋ　Ｔ　Ｆ　Ｒ”フォトレジストがポリ
イミド層２５を保護する。

テープ１４中の態様開口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（ＫＭｎ○
、／ＫＯＨ）溶液中でのエツチングによって、−参上の
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”フォトレジストである場
合、前述の“Ｊ−１００”フォトレジスト剥離剤などの
適当なフォトレジスト剥離剤を使って、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中の各態様開口
１８を覆う２Ｎ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のポリイミド層２
５を含んでいる。

テープ１４中の各態様開口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２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
ップなどのデバイスを装着するための電子デバイス用キ
ャ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、この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ッケ
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と係合するスプロケッ
トを備えた自動装置を使って連続テープ型式でテープ１
４を操作することによっ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を行なうのに特
に適している。さらに、テープ１４の送り穴１６と係合
するスプロケットを備えた自動装置を使って連続テープ
型式でテープ１４を装作することにより、電子デバイス
を回路つき基板に装着し、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。

Ｅ０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
属キャリア・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ャリア・ホイ
ルと共に使用できる、テープの各縁に沿って操作装置の
スプロケットと係合するための穴を備え、中央に複数の
態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図に示す金属キャリア・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
属キャリア・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態様開口を覆う単
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
属キャリア・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。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　頓　　宮　　孝　　−（外１名） ＦＩＧ、　　Ｉ ＦＩＧ、　　２ ＦＩＧ、　　３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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。