JP3588800B2 - フィルムキャリアへの導体パターンの転写方法及びフィルムキャリアへの電子部品素子の実装方法 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、半導体素子などの電子部品素子をTAB実装する際に使用するフィルムキャリアにおいて、適切な位置に導体パターンを転写する方法及びそれに用いるマスクに関する。
背景技術
半導体素子などの電子部品素子をTAB（Tape Automated Bonding）実装する場合、ベース基板にはフィルムキャリアが用いられる。このフィルムキャリアの例を第１図に示す。
フィルムキャリアは、ベース基材である絶縁性のフィルム２と、そのフィルム上に設けられた導体パターン８と、フィルム２の両端辺から所定距離を隔てた位置に設けられた開口部６と、を具備する。第１図における開口部６は、テープの幅方向（搬送方向に垂直な方向）において、略中央に位置するように設けられている。フィルム２にはその搬送方向において、両辺に沿うようにインデックスパーフォレーションホール（スプロケットホールともいう。以下、「IP」という）４が形成されている。このIP4は、例えばフィルム上に導体パターンを形成する時などのフィルムキャリア製造時や、ILB（inner lead bonding）工程時での送りや位置決めなど、あらゆる搬送工程におけるフィルム送りを制御するとともにフィルム上の位置座標の基準にも用いられる。開口部６に導体パターン８の一部が突出する（突出部は「インナリード」という）ように設けられており、このインナリード部にて半導体素子等の電子部品素子が電気的に接続される。つまり、開口部６の領域内に電子部品素子の電極部が位置する。
このフィルムキャリアの導体パターンは、通常第２図に示すように、以下の工程により製造される。
（１）IP4と開口部６とを備え、かつ図示されない接着剤が表面に予め塗布されたフィルム２（第２図（ａ））の上面に、銅などの金属箔である導体層５を貼り付ける第１の工程（第２図（ｂ））と、
（２）上記導体層５の表面にフォトレジスト７を塗布する第２の工程（第２図（ｃ））と、
（３）導体パターン形成用パターンの描かれているマスク10を用いて露光を行うことでフォトレジスト７に導体パターン形成用パターンの形状を焼き付ける第３の工程（（第２図（ｄ））と、
（４）第３の工程にて露光されたフォトレジスト７が導体層５上に存在する状態（第２図
（ｅ））から、エッチングして所定の導体パターンを形成した後、フォトレジストを除去する第４の工程と、
フォトレジスト７が除去されたフィルムキャリア（（第２図（ｆ））において、必要により錫等12で導体パターン８をメッキする工程（（第２図（ｇ））とからなる。
場合により、導体層５の裏面に保護レジストを塗布し、前記導体層５表面をエッチングし、フォトレジスト７及び保護レジストを剥離することもある。
上記第３の工程のうち、マスクを用いてフォトレジスト７に露光する工程では、第３図に示すように、ガラス製のマスク10に導体パターン形成用パターン102として露光すべき導体パターン８の形状を描き、これをマスクとして、例えば倍率１対１もしくは１対２等のレンズ13を用いて、このマスクに描かれた導体パターン形成用パターンをフィルムキャリアのフォトレジスト７上に投影し、現像定着し、エッチングして導体パターン８を作成する手法が用いられることが多い。
導体パターン８における電子部品素子との接続部、いわゆるインナリードは開口部６内に突出しており、その開口部６内において導電パターン８のインナリードと電子部品素子の電極とが接続されるため、接続時及び接続後の電子部品素子の位置を考慮すると、導体パターン８と開口部６との間においても位置合わせをする必要がある。なお、開口部６は公知の技術により、IP基準線を基準としてフィルムキャリア上に高い精度で作成することができる。
導体パターン８は、開口部６内においてはフィルム側から棹状に延長され、電子部品素子と接続されるため、導体パターンの位置がフィルムキャリアのIP基準座標24（Ｘ軸）、26（Ｙ軸）からずれていると、電子部品素子を導体パターンに接続した際、棹状に延長された導体部が湾曲し接続不良となったり、回路が切断されたり、短絡されたりまたは電子部品素子の電極との未接続の生じる可能性が大きくなり、電子部品素子の故障を招いてしまう。
導体パターンのIP基準座標24、26からのずれは、フィルム長手方向のＸ方向ずれ、これに垂直な方向のＹ方向ずれ、及び回転ずれの３種によって特徴付けることができる。この３種のずれが本格的な転写形成に先立って予め検出できれば、図示しない露光装置上のマスクの位置を調節して導体パターン用形成パターンをフィルムキャリアの正しい位置に配置でき、いわゆる設計時点で算出した正しい位置にて露光させることができる。
この導体パターンの位置のずれ、即ち導体パターンのフィルムキャリア上の正しい位置からのずれを検出するには、従来以下のような手法が用いられていた。
（１）予備的にフィルムキャリアを露光・現像・定着すると、導体パターンが導体層面に観察されるので、第１図に示すIP基準座標24、26を基準とし、投影機を用いて転写された導体パターン８の相対位置を測定し、その測定値により導体パターンの設計位置からのずれを検知して露光装置上におけるマスクの位置を調整していた。
しかし、この方法では、導体パターンの所望の位置と予備的に作成された位置とを重ねて投影することになり、導体パターンの各箇所でずれが異なるため、上記の３種類のずれを一括して取得することが難しい。このため結局は、必要な位置修正の回数が多くなってしまう。
（２）特開昭59−88859号公報においては、フィルムキャリアとして金属箔のフィルムキャリアを用い、IP用のパターンと導体パターン用のパターンの両者をマスクに描き、これを金属箔に転写した後IPを穿孔する方法が開示されている。
この手法は、予めIPを備えたフィルムキャリアに対しては適用できない。
（３）なお、特開昭62−234337号公報には、位置合わせ用の「＋」字形マークをマスクに描いておき、このマークをフィルムキャリアに転写し、このマークを基準に電気部品素子の位置合わせを行う方法が開示されている。この手法は、たとえ導体パターンがIP基準座標からずれていても電気部品素子は導体パターンに正しく配置することができる。しかしながらこの方法では、導体パターンがIP基準座標からずれていることを修正する方法には適用できない。また、「＋」字形マークの線に太さがあるため、位置合わせの精度が低くなる問題がある。
発明の開示
本発明は、導体パターンをフィルムキャリア上のIP基準座標に対して設計位置に正確に転写する方法を提供することを課題とする。
本発明は、基本的に下記の工程を備えた電子部品素子を実装するフィルムキャリアへの導体パターンの転写方法である。
（ａ）電子部品素子を実装する開口部を有するフィルムと、該フィルムを被覆する導体層とからなるフィルムキャリアの導体層表面にフォトレジストを塗布する工程と、
（ｂ）導体パターンと、２以上の導体パターンの位置合わせ用マークを備えたマスクにより、前記フィルムキャリアにマスクパターンを予備的に転写する工程と、
（ｃ）前記転写された位置合わせ用マークのフィルムキャリアの基準座標に対する位置と設計位置とのずれを測定する工程と、
（ｄ）前記ずれに基づき、前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節する工程と、
（ｄ）前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節後、フィルムキャリア上の前記フォトレジストに前記マスクパターンを転写する工程。
具体的には、上記転写された２個以上の位置合わせ用マークから２個のマークを選択し、該マークのフィルムキャリアの基準座標に対する位置と設計位置とのＸ軸とＹ軸方向とのずれを測定し、更に該２個のマークの間に直線を引き、前記基準座標に対する角度と設計角度とのずれを測定し、前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節することができる。
上記位置合わせ用マークを望ましくは電子部品用の前記開口部に設ければ、この開口部はフィルムキャリア完成時には取り除かれる領域であり、エッチングにより該マークを消失させることができる。この場合、エッチングで消失可能な幅・厚みに設定することが必要となる。
また、本発明は、上記方法を実施するためのフィルムキャリアへの導体パターンを転写するマスクであって、導体パターンの他にフィルムに対する２以上の導体パターンの位置合わせ用マークを備えたマスクを含む。
更に、本発明は、上記フィルムキャリアであって、該金属箔表面に塗布されたフォトレジスト面に導体パターンの他にフィルムに対する２個以上の導体パターンの位置合わせ用マークが転写されたフィルムキャリアを含む。
本発明は、電子部品素子をフィルムキャリアの下側に実装するBTABにおいては、フィルムキャリアの両面をエッチングする際に、本発明の位置合わせ用マークをフィルムキャリアの上面側と下面側の配設するマスクに設けることにより、フィルムと２個のマスクの位置合わせを高い精度で実現することも可能である。
上記マークとしては、中心点において点対称である任意の図形が利用できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、導体パターンが転写されたフィルムキャリアの一般的な形態を説明する図である。
第２図は、フィルムキャリアの製造工程を示す図である。
第３図は、図示にない露光装置により、マスクの導体パターンをフィルムキャリアに転写する方法の説明図である。
第４図は、導体パターンを備えたマスクの説明図である。
第５図は、位置合わせマークの種々の例を示す図である。
第６図は、BTAB（Bumped Tape Automated Bonding）の作成過程を示す図である。
第７図は、BTABの作成過程に適した位置合わせマークの種々の例を示す図である。
発明を実施するための形態
本発明は、基本的に下記の工程を備えている。
（ａ）電子部品素子を実装するための開口部を有するフィルムと、該フィルムを被覆する導体層とからなるフィルムキャリアの導体層表面にフォトレジストを塗布する工程と、
（ｂ）導体パターンと、２以上の導体パターンの位置合わせ用マークを備えたマスクにより、前記フィルムキャリアにマスクパターンを予備的に転写する工程と、
（ｃ）前記転写された位置合わせ用マークのフィルムキャリアの基準座標に対する位置と設計位置とのずれを測定する工程と、
（ｄ）前記ずれに基づき、前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節する工程と、
（ｅ）前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節後、フィルムキャリアに前記マスクパターンを本格的に転写する工程。
本発明のフィルムキャリアは、例えば幅35〜160mm程度で幅方向の両端にIPを備えたフィルムと、このフィルムを接着剤を介して被覆する厚さ15〜100μｍの金属箔等の導体層からなる３層フィルムキャリアに対しても、金属箔をフィルムにメッキした２層フィルムキャリアに対しても適用できる。金属箔は通常銅箔である。また、フィルムキャリアのフィルムは通常ポリイミド系の絶縁性樹脂類からなるテープであり、写真用のフィルムに類似する。なおテープ基材はポリイミド系の他にも、可撓性を考慮すれば、ポリエステル系であってもよい。また可撓性という観点では多少劣るものの、ガラスエポキシ系やBTレジン系の部材を用いてもよい。
本発明を実施する形態を、第２図、第４図、第５図を用いて説明する。
第４図は、第２図の導体層５を導体パターン８に形成するために行われる露光工程にて用いられるマスク10の平面図の一例である。このマスク10には、マスクパターンとして、電子部品素子との接続を確保するための導体パターン形成用パターン102と、２つの位置合わせ用マーク14と、が設けられている。位置合わせ用マーク14が設けられていることで、露光工程において同マーク14に対応する位置も紫外線等の露光用の光が遮断される。そのため現像・定着処理を行った後には、導体パターン形成用パターン102及び位置合わせ用マーク14と同じ形状が導体層５上に形成される。
この後、導体面に転写された２つの位置合わせ用マーク14の位置を、IP基準座標24（Ｘ軸）と座標26（Ｙ軸）を基準として測定する。測定には工具顕微鏡若しくは投影機を用いる。２つの位置合わせ用マーク14の位置を、IP基準座標24、26を基準として判定すれば、図示しない露光装置上のマスクのずれを検出することができる。
以下にその過程を具体的に説明する。
（１）２つの位置合わせ用マークのIP基準座標に対する設計上の位置がそれぞれ（P1,Q1）、（P2,Q2）であった場合を考える。２個の位置合わせ用マークを通る直線がIP基準座標に対してなす角度は、arctan（（Y2−Y1）／（X2−X1））によって計算することができる。
（２）２つの位置合わせ用マークのIP基準座標に対する位置を求める。それぞれ（X1,Y1）、（X2,Y2）なる位置が測定できたと仮定する。
（３）作成された導体パターンのｘ方向のずれは、（X1−P1）によって、また,Y方向のずれは、（Y1−Q1）によって、それぞれ計算することができる。これらの値が０であれば、Ｘ方向若しくはＹ方向のずれがないことになる。
（４）作成された導体パターンの回転ずれは、arctan（（Q2−Q1）／（P2−P1））−arctan（（Y2−Y1）／（X2−X1））によって計算することができる。この値が０であれば、回転ずれがないことになる。
（５）これらの測定及び計算によって得られたＸ方向ずれ、Ｙ方向ずれ、回転ずれをもとに、図示しない露光装置上におけるマスク位置を修正する。
上記修正後において、図示しない露光装置によりフィルムキャリヤを送りながら露光を繰り返す多数の導体パターンが転写された長いフィルムキャリヤが作成される。この手法により、フィルム上に導体パターン８を高い位置精度で作成できる。この手法によれば、位置精度は、従来の方法では±50μｍ程度であるが、本発明による手法では±25μｍ以下であり、修正の必要なしとなるケースがほとんどであり、たとえ修正が必要となっても１回ないし２回程度の修正で済ますことができた。
次に、位置合わせ用マークの位置と形状について述べる。
位置合わせ用マーク14は、フィルムキャリアの例えば導体パターンの周辺に設けることができる。また特に、位置合わせ用マーク14を残しておきたくない場合には、電子部品素子の配置される開口部の領域内に設ける。この場合に位置合わせ用マーク14は、開口部の導体層５をエッチングすると消滅するため、導体パターン８を変更することなく高い位置精度の導体パターン８が転写されたフィルムキャリアが得られる。しかも、残されるフィルム側においては、位置合わせ用マーク14形成分の領域及びその周辺も例えば配線に利用することができ、設計自由度が向上する。また、位置合わせ用マーク14の大きさは、顕微鏡で観察できる程度であればよく、例えば10〜100μｍ程度であればよい。その形状は、その中心位置が明確に認識できればよく、形状の中心位置が認識できる点対称の形状が望ましい。
第５図（ａ）から（ｅ）に位置合わせ用マークの形状の例を示す。このうち、第５図（ａ）はＬ字の直角を向かい合わせる形状の位置合わせ用マークで、特に中心点の位置が精度良く検出できるほか、この形状を構成する導体部の幅を細く作成できるため、導体層５のエッチング工程において完全に消失する。第５図（ｂ）から（ｅ）のマークも略同じ機能がある。
次にBTABによるフィルムキャリヤと電子部品素子とを接合する場合の位置合わせ方法を述べる。
BTAB接続する場合の１例についてリードの形状を第６図に示す。通常のTABでは、バンプが電子部品素子側に設けられていて、そのバンプとリードとをリードの下面側（リードからみてデバイスホール側）に電子部品素子を載置して接続する。一方、BTABの場合はリード側にバンプ16が一体形成されており、電子部品素子側のパッドに直接接続される。このBTABの場合も、例えば同図に示すように電子部品素子を導体パターン又はリードの先端に設けたバンプ16に下側から接触させて接続する形態（いわゆる裏BTAB）か、もしくは図示しない上側にバンプを形成し電子部品素子を上側から接続させる形態（いわゆる表BTAB）がある。本例では第６図の裏BTABの形態について説明する。BTABは、フィルムキャリアの導体層側（以下、「上面」という）からとフィルムキャリアのフィルム側（以下、「下面」という）とからの両面について露光・現像・定着を行ったのちにエッチングを行うことにより製造する。導体パターンの上面と、下面とから導体パターンの厚さの一部をエッチングしてバンプを作成する。このバンプにより電子部品素子と間の接続を確保する。
さて、このような導体パターンの作成においては、上面と下面とからの露光・現像・定着及びエッチングが必要となる。したがって、上面の露光に用いるマスクと、下面の露光に用いるマスクパターンの２つをIPを基準として正確に位置合わせする必要がある。
本発明においては、上面用のマスクと下面用のマスクとの両者に、それぞれ位置合わせ用マークを描いておき、上記の位置合わせ手法をそれぞれのマスクに適用することにより、正確な位置合わせが可能となる。
さらに、上面用マスクに描かれた位置合わせ用マークが露光される座標位置と、下面用マスクに描かれた位置合わせ用マークが露光される座標位置とが同じになるように両者の位置合わせ用マークを描き、両者の位置合わせ用マークが互いにはめあい的関係になるような形状にしておけば、両面顕微鏡でフィルムキャリアの上面と下面とを同時に観察することにより、上面と下面の導体パターンのＸ方向ずれ、Ｙ方向ずれ、回転ずれの大きさを検査することができる。
例えば、上面のマスクがIP基準座標に対して十分な精度で位置合わせされている場合には、下面のマスクを位置合わせする際に、IP基準ではなく、上面の導体パターンに対して位置合わせする方がバンプの位置精度が良い場合があるが、本発明によれば、上記の通り両面顕微鏡を利用するので、上面を基準として下面の位置合わせも可能となる。
好ましい実施形態における互いにはめあい的関係になる形状の位置合わせ用マークとしては、例えば、第７図に示すものが考えられる。第７図（ａ）、（ｂ）のマークを上面側のマークとし、第７図（ｃ）、（ｄ）のマークを下面側のマークとすると、両面顕微鏡で観察された両面のマークが第７図（ｅ）、（ｆ）に示すように一致する。
産業上の利用可能性
以上述べた様に、本発明では、導体パターンをフィルムに転写する露光工程で用いるマスク上に位置確認用マークを設けることにより、マスクからフィルムキャリア上に転写された導体パターンの位置のＸ方向ずれ、Ｙ方向ずれ、回転ずれの三種のずれが容易に判る。したがって、マスクの位置修正が容易になり、これに必要な時間が劇的に短縮され、導体パターン位置精度の高いフィルムキャリアを製造することができる。本発明の方法はBTAB接続用の導体パターンの作成にも適用できる。また、本発明によるマークは本来マスクを露光装置に正しくセットする方法であるが、後工程で電子部品素子を導体パターンに正しくセットする場合にもこのマークを利用できる。
本発明は、半導体素子などの電子部品素子をTAB実装する際に使用するフィルムキャリアにおいて、適切な位置に導体パターンを転写する方法及びそれに用いるマスクに関する。
背景技術
半導体素子などの電子部品素子をTAB（Tape Automated Bonding）実装する場合、ベース基板にはフィルムキャリアが用いられる。このフィルムキャリアの例を第１図に示す。
フィルムキャリアは、ベース基材である絶縁性のフィルム２と、そのフィルム上に設けられた導体パターン８と、フィルム２の両端辺から所定距離を隔てた位置に設けられた開口部６と、を具備する。第１図における開口部６は、テープの幅方向（搬送方向に垂直な方向）において、略中央に位置するように設けられている。フィルム２にはその搬送方向において、両辺に沿うようにインデックスパーフォレーションホール（スプロケットホールともいう。以下、「IP」という）４が形成されている。このIP4は、例えばフィルム上に導体パターンを形成する時などのフィルムキャリア製造時や、ILB（inner lead bonding）工程時での送りや位置決めなど、あらゆる搬送工程におけるフィルム送りを制御するとともにフィルム上の位置座標の基準にも用いられる。開口部６に導体パターン８の一部が突出する（突出部は「インナリード」という）ように設けられており、このインナリード部にて半導体素子等の電子部品素子が電気的に接続される。つまり、開口部６の領域内に電子部品素子の電極部が位置する。
このフィルムキャリアの導体パターンは、通常第２図に示すように、以下の工程により製造される。
（１）IP4と開口部６とを備え、かつ図示されない接着剤が表面に予め塗布されたフィルム２（第２図（ａ））の上面に、銅などの金属箔である導体層５を貼り付ける第１の工程（第２図（ｂ））と、
（２）上記導体層５の表面にフォトレジスト７を塗布する第２の工程（第２図（ｃ））と、
（３）導体パターン形成用パターンの描かれているマスク10を用いて露光を行うことでフォトレジスト７に導体パターン形成用パターンの形状を焼き付ける第３の工程（（第２図（ｄ））と、
（４）第３の工程にて露光されたフォトレジスト７が導体層５上に存在する状態（第２図
（ｅ））から、エッチングして所定の導体パターンを形成した後、フォトレジストを除去する第４の工程と、
フォトレジスト７が除去されたフィルムキャリア（（第２図（ｆ））において、必要により錫等12で導体パターン８をメッキする工程（（第２図（ｇ））とからなる。
場合により、導体層５の裏面に保護レジストを塗布し、前記導体層５表面をエッチングし、フォトレジスト７及び保護レジストを剥離することもある。
上記第３の工程のうち、マスクを用いてフォトレジスト７に露光する工程では、第３図に示すように、ガラス製のマスク10に導体パターン形成用パターン102として露光すべき導体パターン８の形状を描き、これをマスクとして、例えば倍率１対１もしくは１対２等のレンズ13を用いて、このマスクに描かれた導体パターン形成用パターンをフィルムキャリアのフォトレジスト７上に投影し、現像定着し、エッチングして導体パターン８を作成する手法が用いられることが多い。
導体パターン８における電子部品素子との接続部、いわゆるインナリードは開口部６内に突出しており、その開口部６内において導電パターン８のインナリードと電子部品素子の電極とが接続されるため、接続時及び接続後の電子部品素子の位置を考慮すると、導体パターン８と開口部６との間においても位置合わせをする必要がある。なお、開口部６は公知の技術により、IP基準線を基準としてフィルムキャリア上に高い精度で作成することができる。
導体パターン８は、開口部６内においてはフィルム側から棹状に延長され、電子部品素子と接続されるため、導体パターンの位置がフィルムキャリアのIP基準座標24（Ｘ軸）、26（Ｙ軸）からずれていると、電子部品素子を導体パターンに接続した際、棹状に延長された導体部が湾曲し接続不良となったり、回路が切断されたり、短絡されたりまたは電子部品素子の電極との未接続の生じる可能性が大きくなり、電子部品素子の故障を招いてしまう。
導体パターンのIP基準座標24、26からのずれは、フィルム長手方向のＸ方向ずれ、これに垂直な方向のＹ方向ずれ、及び回転ずれの３種によって特徴付けることができる。この３種のずれが本格的な転写形成に先立って予め検出できれば、図示しない露光装置上のマスクの位置を調節して導体パターン用形成パターンをフィルムキャリアの正しい位置に配置でき、いわゆる設計時点で算出した正しい位置にて露光させることができる。
この導体パターンの位置のずれ、即ち導体パターンのフィルムキャリア上の正しい位置からのずれを検出するには、従来以下のような手法が用いられていた。
（１）予備的にフィルムキャリアを露光・現像・定着すると、導体パターンが導体層面に観察されるので、第１図に示すIP基準座標24、26を基準とし、投影機を用いて転写された導体パターン８の相対位置を測定し、その測定値により導体パターンの設計位置からのずれを検知して露光装置上におけるマスクの位置を調整していた。
しかし、この方法では、導体パターンの所望の位置と予備的に作成された位置とを重ねて投影することになり、導体パターンの各箇所でずれが異なるため、上記の３種類のずれを一括して取得することが難しい。このため結局は、必要な位置修正の回数が多くなってしまう。
（２）特開昭59−88859号公報においては、フィルムキャリアとして金属箔のフィルムキャリアを用い、IP用のパターンと導体パターン用のパターンの両者をマスクに描き、これを金属箔に転写した後IPを穿孔する方法が開示されている。
この手法は、予めIPを備えたフィルムキャリアに対しては適用できない。
（３）なお、特開昭62−234337号公報には、位置合わせ用の「＋」字形マークをマスクに描いておき、このマークをフィルムキャリアに転写し、このマークを基準に電気部品素子の位置合わせを行う方法が開示されている。この手法は、たとえ導体パターンがIP基準座標からずれていても電気部品素子は導体パターンに正しく配置することができる。しかしながらこの方法では、導体パターンがIP基準座標からずれていることを修正する方法には適用できない。また、「＋」字形マークの線に太さがあるため、位置合わせの精度が低くなる問題がある。
発明の開示
本発明は、導体パターンをフィルムキャリア上のIP基準座標に対して設計位置に正確に転写する方法を提供することを課題とする。
本発明は、基本的に下記の工程を備えた電子部品素子を実装するフィルムキャリアへの導体パターンの転写方法である。
（ａ）電子部品素子を実装する開口部を有するフィルムと、該フィルムを被覆する導体層とからなるフィルムキャリアの導体層表面にフォトレジストを塗布する工程と、
（ｂ）導体パターンと、２以上の導体パターンの位置合わせ用マークを備えたマスクにより、前記フィルムキャリアにマスクパターンを予備的に転写する工程と、
（ｃ）前記転写された位置合わせ用マークのフィルムキャリアの基準座標に対する位置と設計位置とのずれを測定する工程と、
（ｄ）前記ずれに基づき、前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節する工程と、
（ｄ）前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節後、フィルムキャリア上の前記フォトレジストに前記マスクパターンを転写する工程。
具体的には、上記転写された２個以上の位置合わせ用マークから２個のマークを選択し、該マークのフィルムキャリアの基準座標に対する位置と設計位置とのＸ軸とＹ軸方向とのずれを測定し、更に該２個のマークの間に直線を引き、前記基準座標に対する角度と設計角度とのずれを測定し、前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節することができる。
上記位置合わせ用マークを望ましくは電子部品用の前記開口部に設ければ、この開口部はフィルムキャリア完成時には取り除かれる領域であり、エッチングにより該マークを消失させることができる。この場合、エッチングで消失可能な幅・厚みに設定することが必要となる。
また、本発明は、上記方法を実施するためのフィルムキャリアへの導体パターンを転写するマスクであって、導体パターンの他にフィルムに対する２以上の導体パターンの位置合わせ用マークを備えたマスクを含む。
更に、本発明は、上記フィルムキャリアであって、該金属箔表面に塗布されたフォトレジスト面に導体パターンの他にフィルムに対する２個以上の導体パターンの位置合わせ用マークが転写されたフィルムキャリアを含む。
本発明は、電子部品素子をフィルムキャリアの下側に実装するBTABにおいては、フィルムキャリアの両面をエッチングする際に、本発明の位置合わせ用マークをフィルムキャリアの上面側と下面側の配設するマスクに設けることにより、フィルムと２個のマスクの位置合わせを高い精度で実現することも可能である。
上記マークとしては、中心点において点対称である任意の図形が利用できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、導体パターンが転写されたフィルムキャリアの一般的な形態を説明する図である。
第２図は、フィルムキャリアの製造工程を示す図である。
第３図は、図示にない露光装置により、マスクの導体パターンをフィルムキャリアに転写する方法の説明図である。
第４図は、導体パターンを備えたマスクの説明図である。
第５図は、位置合わせマークの種々の例を示す図である。
第６図は、BTAB（Bumped Tape Automated Bonding）の作成過程を示す図である。
第７図は、BTABの作成過程に適した位置合わせマークの種々の例を示す図である。
発明を実施するための形態
本発明は、基本的に下記の工程を備えている。
（ａ）電子部品素子を実装するための開口部を有するフィルムと、該フィルムを被覆する導体層とからなるフィルムキャリアの導体層表面にフォトレジストを塗布する工程と、
（ｂ）導体パターンと、２以上の導体パターンの位置合わせ用マークを備えたマスクにより、前記フィルムキャリアにマスクパターンを予備的に転写する工程と、
（ｃ）前記転写された位置合わせ用マークのフィルムキャリアの基準座標に対する位置と設計位置とのずれを測定する工程と、
（ｄ）前記ずれに基づき、前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節する工程と、
（ｅ）前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節後、フィルムキャリアに前記マスクパターンを本格的に転写する工程。
本発明のフィルムキャリアは、例えば幅35〜160mm程度で幅方向の両端にIPを備えたフィルムと、このフィルムを接着剤を介して被覆する厚さ15〜100μｍの金属箔等の導体層からなる３層フィルムキャリアに対しても、金属箔をフィルムにメッキした２層フィルムキャリアに対しても適用できる。金属箔は通常銅箔である。また、フィルムキャリアのフィルムは通常ポリイミド系の絶縁性樹脂類からなるテープであり、写真用のフィルムに類似する。なおテープ基材はポリイミド系の他にも、可撓性を考慮すれば、ポリエステル系であってもよい。また可撓性という観点では多少劣るものの、ガラスエポキシ系やBTレジン系の部材を用いてもよい。
本発明を実施する形態を、第２図、第４図、第５図を用いて説明する。
第４図は、第２図の導体層５を導体パターン８に形成するために行われる露光工程にて用いられるマスク10の平面図の一例である。このマスク10には、マスクパターンとして、電子部品素子との接続を確保するための導体パターン形成用パターン102と、２つの位置合わせ用マーク14と、が設けられている。位置合わせ用マーク14が設けられていることで、露光工程において同マーク14に対応する位置も紫外線等の露光用の光が遮断される。そのため現像・定着処理を行った後には、導体パターン形成用パターン102及び位置合わせ用マーク14と同じ形状が導体層５上に形成される。
この後、導体面に転写された２つの位置合わせ用マーク14の位置を、IP基準座標24（Ｘ軸）と座標26（Ｙ軸）を基準として測定する。測定には工具顕微鏡若しくは投影機を用いる。２つの位置合わせ用マーク14の位置を、IP基準座標24、26を基準として判定すれば、図示しない露光装置上のマスクのずれを検出することができる。
以下にその過程を具体的に説明する。
（１）２つの位置合わせ用マークのIP基準座標に対する設計上の位置がそれぞれ（P1,Q1）、（P2,Q2）であった場合を考える。２個の位置合わせ用マークを通る直線がIP基準座標に対してなす角度は、arctan（（Y2−Y1）／（X2−X1））によって計算することができる。
（２）２つの位置合わせ用マークのIP基準座標に対する位置を求める。それぞれ（X1,Y1）、（X2,Y2）なる位置が測定できたと仮定する。
（３）作成された導体パターンのｘ方向のずれは、（X1−P1）によって、また,Y方向のずれは、（Y1−Q1）によって、それぞれ計算することができる。これらの値が０であれば、Ｘ方向若しくはＹ方向のずれがないことになる。
（４）作成された導体パターンの回転ずれは、arctan（（Q2−Q1）／（P2−P1））−arctan（（Y2−Y1）／（X2−X1））によって計算することができる。この値が０であれば、回転ずれがないことになる。
（５）これらの測定及び計算によって得られたＸ方向ずれ、Ｙ方向ずれ、回転ずれをもとに、図示しない露光装置上におけるマスク位置を修正する。
上記修正後において、図示しない露光装置によりフィルムキャリヤを送りながら露光を繰り返す多数の導体パターンが転写された長いフィルムキャリヤが作成される。この手法により、フィルム上に導体パターン８を高い位置精度で作成できる。この手法によれば、位置精度は、従来の方法では±50μｍ程度であるが、本発明による手法では±25μｍ以下であり、修正の必要なしとなるケースがほとんどであり、たとえ修正が必要となっても１回ないし２回程度の修正で済ますことができた。
次に、位置合わせ用マークの位置と形状について述べる。
位置合わせ用マーク14は、フィルムキャリアの例えば導体パターンの周辺に設けることができる。また特に、位置合わせ用マーク14を残しておきたくない場合には、電子部品素子の配置される開口部の領域内に設ける。この場合に位置合わせ用マーク14は、開口部の導体層５をエッチングすると消滅するため、導体パターン８を変更することなく高い位置精度の導体パターン８が転写されたフィルムキャリアが得られる。しかも、残されるフィルム側においては、位置合わせ用マーク14形成分の領域及びその周辺も例えば配線に利用することができ、設計自由度が向上する。また、位置合わせ用マーク14の大きさは、顕微鏡で観察できる程度であればよく、例えば10〜100μｍ程度であればよい。その形状は、その中心位置が明確に認識できればよく、形状の中心位置が認識できる点対称の形状が望ましい。
第５図（ａ）から（ｅ）に位置合わせ用マークの形状の例を示す。このうち、第５図（ａ）はＬ字の直角を向かい合わせる形状の位置合わせ用マークで、特に中心点の位置が精度良く検出できるほか、この形状を構成する導体部の幅を細く作成できるため、導体層５のエッチング工程において完全に消失する。第５図（ｂ）から（ｅ）のマークも略同じ機能がある。
次にBTABによるフィルムキャリヤと電子部品素子とを接合する場合の位置合わせ方法を述べる。
BTAB接続する場合の１例についてリードの形状を第６図に示す。通常のTABでは、バンプが電子部品素子側に設けられていて、そのバンプとリードとをリードの下面側（リードからみてデバイスホール側）に電子部品素子を載置して接続する。一方、BTABの場合はリード側にバンプ16が一体形成されており、電子部品素子側のパッドに直接接続される。このBTABの場合も、例えば同図に示すように電子部品素子を導体パターン又はリードの先端に設けたバンプ16に下側から接触させて接続する形態（いわゆる裏BTAB）か、もしくは図示しない上側にバンプを形成し電子部品素子を上側から接続させる形態（いわゆる表BTAB）がある。本例では第６図の裏BTABの形態について説明する。BTABは、フィルムキャリアの導体層側（以下、「上面」という）からとフィルムキャリアのフィルム側（以下、「下面」という）とからの両面について露光・現像・定着を行ったのちにエッチングを行うことにより製造する。導体パターンの上面と、下面とから導体パターンの厚さの一部をエッチングしてバンプを作成する。このバンプにより電子部品素子と間の接続を確保する。
さて、このような導体パターンの作成においては、上面と下面とからの露光・現像・定着及びエッチングが必要となる。したがって、上面の露光に用いるマスクと、下面の露光に用いるマスクパターンの２つをIPを基準として正確に位置合わせする必要がある。
本発明においては、上面用のマスクと下面用のマスクとの両者に、それぞれ位置合わせ用マークを描いておき、上記の位置合わせ手法をそれぞれのマスクに適用することにより、正確な位置合わせが可能となる。
さらに、上面用マスクに描かれた位置合わせ用マークが露光される座標位置と、下面用マスクに描かれた位置合わせ用マークが露光される座標位置とが同じになるように両者の位置合わせ用マークを描き、両者の位置合わせ用マークが互いにはめあい的関係になるような形状にしておけば、両面顕微鏡でフィルムキャリアの上面と下面とを同時に観察することにより、上面と下面の導体パターンのＸ方向ずれ、Ｙ方向ずれ、回転ずれの大きさを検査することができる。
例えば、上面のマスクがIP基準座標に対して十分な精度で位置合わせされている場合には、下面のマスクを位置合わせする際に、IP基準ではなく、上面の導体パターンに対して位置合わせする方がバンプの位置精度が良い場合があるが、本発明によれば、上記の通り両面顕微鏡を利用するので、上面を基準として下面の位置合わせも可能となる。
好ましい実施形態における互いにはめあい的関係になる形状の位置合わせ用マークとしては、例えば、第７図に示すものが考えられる。第７図（ａ）、（ｂ）のマークを上面側のマークとし、第７図（ｃ）、（ｄ）のマークを下面側のマークとすると、両面顕微鏡で観察された両面のマークが第７図（ｅ）、（ｆ）に示すように一致する。
産業上の利用可能性
以上述べた様に、本発明では、導体パターンをフィルムに転写する露光工程で用いるマスク上に位置確認用マークを設けることにより、マスクからフィルムキャリア上に転写された導体パターンの位置のＸ方向ずれ、Ｙ方向ずれ、回転ずれの三種のずれが容易に判る。したがって、マスクの位置修正が容易になり、これに必要な時間が劇的に短縮され、導体パターン位置精度の高いフィルムキャリアを製造することができる。本発明の方法はBTAB接続用の導体パターンの作成にも適用できる。また、本発明によるマークは本来マスクを露光装置に正しくセットする方法であるが、後工程で電子部品素子を導体パターンに正しくセットする場合にもこのマークを利用できる。
Claims (7)
- 下記の工程を備えたフィルムキャリアへの導体パターンの転写方法。
（ａ）開口部を有するフィルムと、該フィルムを被覆する導体層とからなるフィルムキャリアの前記導体層表面にフォトレジストを塗布する工程と、
（ｂ）導体パターン形成用パターン及び２以上の位置合わせ用マークからなるマスクパターンを備えたマスクにより、前記フィルムキャリアの前記フォトレジスト上に前記マスクパターンを投影し予備的に転写する工程と、
（ｃ）前記転写された位置合わせ用マークのフィルムキャリアの基準座標に対する位置と設計位置とのずれを測定する工程と、
（ｄ）前記ずれに基づき、前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節する工程と、
（ｅ）前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節した後、フィルムキャリアに前記マスクパターンを本格的に転写する工程。 - 前記転写された２以上の位置合わせ用マークから少なくとも１のマークを選択し、該マークのフィルムキャリアの基準座標に対する位置と設計位置とのＸ軸とＹ軸方向とのずれを測定し、更に該マークと別に選択した１のマークとの間に仮想直線を設定し、前記基準座標に対する角度と設計角度とのずれを前記仮想直線により比較測定し、前記マスクのフィルムキャリアに対するＸ軸とＹ軸方向とのずれと角度とを調節する請求項１記載のフィルムキャリアへの導体パターンの転写方法。
- 前記位置合わせ用マークが、中心点に関して点対称である形状のマークである請求項１又は２記載のフィルムキャリアへの導体パターンの転写方法。
- 前記位置合わせ用マークを前記開孔部に転写し、前記マスクをフィルムキャリアに対する位置を調節後、エッチングにより該マークを消失させる請求項１又は２記載のフィルムキャリアへの導体パターンの転写方法。
- 下記の工程を備えたフィルムキャリアへの 電子部品素子の実装方法。
（ａ）開口部を有するフィルムと、該フィルムを被覆す る導体層とからなるフィルムキャリアの前記導体層表面 にフォトレジストを塗布する工程と、
（ｂ）導体パターン形成用パターン及び２以上の位置合 わせ用マークからなるマスクパターンを備えたマスクに より、前記フィルムキャリアの前記フォトレジスト上に 前記マスクパターンを投影し予備的に転写する工程と、
（ｃ）前記転写された位置合わせ用マークのフィルムキ ャリアの基準座標に対する位置と設計位置とのずれを測 定する工程と、
（ｄ）前記ずれに基づき、前記マスクのフィルムキャリ アに対する位置を調節する工程と、
（ｅ）前記マスクのフィルムキャリアに対する位置を調 節した後、フィルムキャリアに前記マスクパターンを本 格的に転写する工程と、
（ｆ）前記マスクパターンをマスクとして、前記導体層 に所定の導体パターンを形成する工程と、
（ｇ）前記電子部品素子に設けられたバンプを前記導体 パターンに載置して接続し、前記フィルムキャリアへ前 記電子部品素子を実装する工程。 - 下記の工程を備えた電子部品素子を実装するフィルムキャリアへのBTAB用の導体パターンの転写方法。
（ａ）開口部を有するフィルムと、該フィルムを被覆する導体層とからなるフィルムキャリアの導体層の一方の面と他方の面とにフォトレジストを塗布する工程と、
（ｂ）前記一方の面用の導体パターン形成用パターン及び２以上の位置合わせ用マークからなるマスクパターンを備えた一方の面用のマスクと、前記他方の面用の導体パターン形成用パターン及び前記一方の面用の位置合わせ用マークとはめ合い関係にある位置合わせ用マークからなるマスクパターンを備えたマスクと、を用いて、前記フィルムキャリアに両マスクパターンを予備的に転写する工程と、
（ｃ）先ず、前記転写された前記一方の面の位置合わせ用マークのフィルムキャリアの基準座標に対する位置と設計位置との前記一方の面のずれを測定し、次いで前記ずれに対する前記他方の面の位置合わせマークの他方の面のずれを測定する工程と、
（ｄ）前記一方の面のずれに基づき、先ず前記一方の用のマスクのフィルムキャリアに対する位置を調節し、次いで前記他方の面のずれに基づき他方の面用のマスクのフィルムキャリアに対する位置を調節する工程と、
（ｅ）前記両マスクのフィルムキャリアに対する位置を調節後、フィルムキャリアの一方の面と他方の面とにそれぞれのマスクパターンを本格的に転写する工程。 - 下記の工程を備えたBTAB用フィルムキャリ アへの電子部品素子の実装方法。
（ａ）開口部を有するフィルムと、該フィルムを被覆す る導体層とからなるフィルムキャリアの導体層の一方の 面と他方の面とにフォトレジストを塗布する工程と、
（ｂ）前記一方の面用の導体パターン形成用パターン及 び２以上の位置合わせ用マークからなるマスクパターン を備えた一方の面用のマスクと、前記他方の面用の導体 パターン形成用パターン及び前記一方の面用の位置合わ せ用マークとはめ合い関係にある位置合わせ用マークか らなるマスクパターンを備えたマスクと、を用いて、前 記フィルムキャリアに両マスクパターンを予備的に転写 する工程と、
（ｃ）先ず、前記転写された前記一方の面の位置合わせ 用マークのフィルムキャリアの基準座標に対する位置と 設計位置との前記一方の面のずれを測定し、次いで前記 ずれに対する前記他方の面の位置合わせマークの他方の 面のずれを測定する工程と、
（ｄ）前記一方の面のずれに基づき、先ず前記一方の用 のマスクのフィルムキャリアに対する位置を調節し、次 いで前記他方の面のずれに基づき他方の面用のマスクの フィルムキャリアに対する位置を調節する工程と、
（ｅ）前記両マスクのフィルムキャリアに対する位置を 調節後、フィルムキャリアの一方の面と他方の面とにそ れぞれのマスクパターンを本格的に転写する工程と、
（ｆ）前記フィルムキャリアの一方の面と他方の面とに それぞれのマスクパターンをマスクとして、前記導体層 に所定の導体パターンを形成する工程と、
（ｇ）前記導体パターンを前記導体パターンの上面及び 下面からエッチングしてバンプを形成する工程と、
（ｈ）前記バンプと前記電子部品素子に設けられたパッ ドとを接続して前記フィルムキャリアへ前記電子部品素 子を実装する工程。
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