专利名称：印刷线路板,其生产方法和半导体器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及印刷线路板，其中在电子元件安装过程中树脂保护层几乎不会因受到加热的热冲击而分离或起泡。本发明还涉及该印刷线路板的生产方法和使用该印刷线路板的半导体器件。尤其，本发明涉及这样一种印刷线路板，其中布线图镀有低表面活性层，譬如贵金属，其中设置在最上面的树脂保护层在电子元件安装过程中几乎不会因受到加热的热冲击而分离或起泡。本发明还涉及该印刷线路板的生产方法及半导体器件。
背景技术：
印刷线路板是用来对电子设备中电子元件进行集成的。有多种印刷线路板，例如包括其中衬底膜由绝缘膜组成的那些印刷线路板，该绝缘膜的至少一个表面涂有譬如铜层的导电金属层，该导电金属层经选择性地蚀刻以形成期望的布线图，该布线图镀有譬如锡的金属，而该镀了金属的布线图以树脂保护层覆盖而暴露终端部分。
在金属镀层形成在布线图的表面上的这种印刷线路板中，提供用来覆盖金属镀层的树脂保护层的粘结强度(bond strength)极大地依赖于电镀的表面条件。特别是，随着目前布线图的线宽和间距的减少，树脂保护层的粘附性与绝缘膜的表面条件相比更依赖于布线图上的金属镀层的表面条件。尤其，当通过贴附干树脂保护片提供树脂保护层时，树脂保护层的粘附性极大地依赖于布线图上金属镀层的表面条件。在金属镀层包含贵金属的情况下，由于进行电镀的金属的低活性，树脂保护层的粘附性会进一步下降。
当电子元件安装在该印刷线路板上时，加热印刷线路板以在电子元件的电极和印刷线路板的引线之间建立电连接。如果树脂保护层粘附性低，那么该层经常由于加热的热冲击而起泡或分离。树脂保护层起泡或分离的印刷线路板是有缺陷的并且不能使用。
同时，为了改善铜和树脂之间的粘附性，专利文件1(JP-A-2002-47583)公开了一种使用包括硫酸、过氧化氢、苯基四唑(phenyltetrazole)和氯源的蚀刻剂蚀刻铜或铜合金表面的方法。此外，专利文件2(JP-A-H11-29883)公开了一种包括硫酸、过氧化氢和四唑(或四唑的衍生物)的蚀刻溶液。
根据这些专利文件，用上述蚀刻溶液微蚀刻铜或铜合金表面使铜表面变粗糙以在铜表面和涂覆于其上的阻焊层之间提供改进的粘附性。其还描述了用该蚀刻溶液进行的微蚀刻蚀刻铜表面大约1.5μm。
上述专利文件公开了直接形成在微蚀刻的铜表面上的阻焊层的粘附性，但是没有提供任何关于树脂保护层和形成在微蚀刻的铜表面上的金属镀层之间的粘附性的描述。当布线图通过选择性蚀刻形成时，为了除去布线图表面上的金属氧化物或使布线图表面变粗糙的目的，形成的布线图通常进行微蚀刻。一般而言，阻焊层是直接设置在布线图上的，并进行上述的微蚀刻以改善阻焊层与布线图的粘附性。然而，上述专利文件没有对金属镀层形成在布线图上并且树脂保护层通过该金属镀层设置进行描述，并且没有公开如何控制作为金属镀层的基础的布线图的表面条件。这些专利文件仅仅公开了产生突起和凹陷以提高多层板中的夹层树脂的粘结强度的微蚀刻方法。这是因为传统的印刷线路板在布线图之间具有大的间距，并且阻焊层的粘附性主要由与绝缘衬底譬如聚酰亚胺薄膜的粘附性决定。即使布线图和阻焊层之间的粘附性低，阻焊层也会与绝缘薄膜牢固地粘结在一起。也就是说，即使布线图和阻焊层之间的粘结强度相当低，这种局部的低粘结强度从整体的阻焊层的粘附性来看不是个问题。
在一些印刷线路板中，为了保护布线图，在提供树脂保护层譬如阻焊层之前，用金属对布线图进行电镀。当金属镀层的金属具有低活性时，设置在金属镀层上的树脂保护层不具有足够的粘结强度。尤其，近年来通常通过贴附期望形状的树脂保护膜以形成树脂保护层及涂覆阻焊墨水来提供阻焊层。在前述的情况下，树脂保护膜和金属镀层之间通常不具有足够的粘结强度。
当金属镀层形成在布线图上时，树脂保护膜等与金属镀层的粘结强度主要根据金属镀层的金属的活性而改变。如果布线图上金属镀层的金属，譬如金，具有低活性，那么惰性金属镀层上的树脂保护膜的粘附不能获得足够高的粘结强度。因此，电子元件安装过程中的热冲击导致在树脂保护膜中起泡沫的可能性增加。
没有已知的方法能解决粘附问题，譬如在树脂保护膜中因热冲击而起泡。
专利文件1JP-A-2002-47583专利文件2JP-A-H11-29883
发明内容
本发明的目的是提供一种印刷线路板，其中金属镀层形成在布线图的整个表面上，其中该印刷线路板减少了出现譬如在树脂保护层中因热冲击起泡的问题的可能性，并且还提供一种该印刷线路板的生产方法及包括该印刷线路板的半导体器件。
根据本发明的印刷线路板包括绝缘薄膜，形成在绝缘薄膜的至少一个表面上的布线图，布线图上的金属镀层，设在布线图上的使金属镀层处于中间的树脂保护层，以暴露镀有金属的布线图的终端部分，其中布线图上的金属镀层具有1.1μm或以上的表面粗糙度(Rz)。
根据本发明的生产印刷线路板的方法包括对包括有绝缘薄膜和在该绝缘薄膜至少一个表面上的金属层的衬底膜进行选择性地蚀刻以形成布线图，使布线图变粗糙从而使形成在该布线图上的金属镀层具有1.1μm或之上的表面粗糙度(Rz)，在布线图上形成金属镀层，并在布线图上的金属镀层上提供树脂保护层从而暴露终端部分。
当布线图的整个表面上的金属镀层包含不活跃的贵金属，特别是金时，本发明的印刷线路板的优良特性更为突出。
在根据本发明的印刷线路板中，镀有金属的布线图形成在绝缘薄膜的至少一个表面上，及树脂保护层设在布线图上使金属镀层在中间。布线图进行了表面处理使得形成于其上的金属镀层具有1.1μm或之上的表面粗糙度(Rz)。因此，通过金属镀层在布线图上的树脂保护层即使在电子元件安装过程中施加热冲击时也能防止起泡，并且布线图、金属镀层和树脂保护层牢固地结合在一起。通常，当干树脂保护膜贴附到特别是金镀层以提供树脂保护层时，树脂保护膜将具有低粘附性而热冲击将引起起泡。本发明使由于树脂保护膜起泡的这些情况中的问题显著减少。
图1是根据本发明的印刷线路板的示意图；图2是沿着图1的印刷线路板的A-A线的截面示意图；图3是本发明中用于提供树脂保护层的树脂保护膜的立体示意图；及图4是表示本发明的印刷线路板的布线图上表面粗糙化的布线图的表面和金镀层的表面的一组显微镜图像；其中11...绝缘薄膜12...齿孔13...设备孔 14...布线图15...输入外部引线16...输入内部引线17...输出内部引线18...输出外部引线19...金属镀层20...树脂保护层21...树脂保护片 23...相应于设备孔的穿孔25...粘性层 26...树脂层具体实施方式
下面参照附图详细描述印刷线路板，生产方法，及其中电子元件安装在印刷线路板上的半导体器件。
图1是柔性TAB带的示意图，其是本发明的印刷线路板的一个例子。图2是沿着图1的A-A线的截面示意图。图3是为贴附到布线图上以提供树脂保护层的干树脂保护膜的立体示意图。
在本发明的印刷线路板中，提供了布线图。该布线图是通过下面的过程形成的，其中包括绝缘薄膜和形成在该绝缘薄膜至少一个表面上的金属层的衬底膜进行选择性地蚀刻以选择性地溶解该金属层。在图1和图2中，绝缘薄膜和布线图分别用附图标记11和14表示。
本发明中可使用的绝缘薄膜11包括聚酰亚胺薄膜、聚亚胺基胺薄膜(polyimideamide films)、聚酯薄膜、聚苯硫醚薄膜(polyphenylenesulfide films)、聚醚酰亚胺薄膜(polyetherimide films)、氟树脂薄膜(fluororesin films)和液晶聚合物薄膜。特别地，绝缘薄膜11具有抗酸碱性，使得它们不会被蚀刻过程中使用的蚀刻溶液或在洗涤过程中使用的碱性溶液腐蚀。此外，绝缘薄膜具有耐热性使得在安装电子元件的过程中薄膜被加热时，避免了热变形(heat distorton)。聚酰亚胺薄膜是具有这种特性的优选的绝缘薄膜11。
绝缘薄膜11通常具有5到150μm的平均厚度，优选为5到125μm，特别优选为25到75μm。
绝缘薄膜11可以设有其内安装电子元件的设备孔13，或可以在宽度方向的边缘附近设有齿孔12作为输送和定位的装置。其他的通孔譬如定位孔或输出缝(output slit)可以按要求形成。
在本发明的印刷线路板中，设备孔不是必要的，因为电子元件的安装没有设备孔是可行的。同样，用于输送的齿孔可以省略，因为辊压输送允许在没有齿孔的情况下进行。
绝缘薄膜在其至少一个表面上具有导电金属层。就是说，本发明的印刷线路板在绝缘薄膜的一个表面或两个表面具有布线图。图1和图2表示绝缘薄膜11在其一个表面上具有布线图14的实施例。
本发明的导电金属层的金属包括譬如铜、铜合金和铝的导电金属。特别是，本发明优选采用铜箔作为导电金属层。这里使用的铜箔包括轧制铜箔和电积铜箔。
导电金属箔通常具有2到70μm范围内的厚度，优选为8到35μm，虽然其依赖于布线图14的目标线宽。当布线图的目标线宽小时，将使用薄的导电金属箔。导电金属箔可以直接地层压(laminate)在绝缘薄膜11上，或可以通过粘性层(未示出)贴附。当需要使导电金属层具有非常小的厚度时，导电金属将通过汽相沉积或溅射直接沉积在绝缘薄膜上。
在如上所述导电金属层形成在绝缘薄膜11上之后，感光树脂涂覆在导电金属层上并且感光树脂层被曝光并显影以产生树脂图案(resinpattern)。
这样形成的树脂图案用作掩模，并且选择性地蚀刻导电金属层以形成期望的布线图14。本发明的印刷线路板在布线图具有20到80μm范围内的最小线间距(即，从10到40μm的线宽和从10到40μm的线间隔)时具有特别高的适用性。
本发明中使用的蚀刻剂可以是传统的蚀刻剂。当导电金属层是铜层时，可以使用包含盐酸、氯化铜或氯化铁的蚀刻溶液。使用树脂图案作为掩模选择性地蚀刻导电金属层产生与使用的树脂图案形状相似的布线图14。在布线图14形成之后，通过碱洗等除去树脂图案。
当导电金属层是电积铜箔时，如上所述产生的布线图具有铜被电沉积以提供光滑面(电极侧表面)的表面。布线图的这个表面非常光滑，并且布线图的表面粗糙度与电积铜箔的光滑面的粗糙度相对应。表面粗糙度(Rz)通常在0.5到2.5μm的范围内，大部分是在0.5到1.5μm范围内。当金属镀层形成在具有这种非常光滑表面的布线图上时，金属镀面的平滑度趋向于提高。因此，如果上面产生的布线图直接镀以金属，那么形成的金属镀层具有小于1.1μm的表面粗糙度(Rz)。使用这种与镜面相当的表面平滑度，在布线图和树脂保护层之间不可能呈现足够的粘结强度。辊压铜箔通常具有0.5到1.0的表面粗糙度(Rz)。
因此，在本发明中，控制如上形成的布线图14进行表面粗糙化，使得布线图的金属电镀处理将产生具有1.1μm或之上，优选在1.1到2.0μm的范围内，尤其优选为1.3到1.8μm的表面粗糙度的金属镀层。
在本发明中，表面粗糙度(Rz)是使用SURFTEST SV-3000(由Mitutoyo公司制造)在示踪器(tracer)具有1μm的齿顶圆角半径(tipradius)的情况下测量的，测量任意的10个点，并且除最小和最大数据值之外的8个值进行平均以确定表面粗糙度。
其中如上所述控制表面粗糙度(Rz)的布线图的电子显微观测证实该表面被粗糙化超过表面粗糙度(Rz)的差所显示的。
这里使用的蚀刻剂可以是基于无机酸，譬如硫酸，的蚀刻溶液，并且任选地包含氧化剂，譬如过氧化氢，和提供能使布线图表面变粗糙的蚀刻特性的添加剂。就是说，如在均匀地蚀刻铜箔以产生布线图中使用的具有能非常均匀蚀刻的性能的蚀刻剂不能用作布线图表面粗糙化的蚀刻溶液。即使当这种蚀刻剂被使用时，也不会获得期望的效果。
蚀刻剂将是能以选择性方式对布线图进行表面粗糙化的适合的蚀刻溶液。这种蚀刻剂包括导电金属，尤其是铜，的表面蚀刻剂，该表面蚀刻剂基于譬如硫酸的无机酸和譬如过氧化氢的氧化剂，并包含具有氮、氧和硫中至少一个元素的杂环化合物，并且还包含提供氯离子的助剂。尽管上述蚀刻剂包含过氧化氢作为氧化剂，过氧化氢可以用吹入到蚀刻溶液中的空气或氧气代替。表面粗糙化处理的蚀刻剂应该在蚀刻的导电金属表面的洗脱(elution)和保护性能间达到平衡。就是说，与蚀刻剂接触的布线图表面的导电金属应该受到保护避免蚀刻剂的过度蚀刻，并且在布线图表面上新暴露的导电金属应该被洗脱并防止过度洗脱。由于这个原因，包含氮、氧和硫中至少一个元素的杂环化合物添加到蚀刻剂中以与由蚀刻溶液的主要成分蚀刻的导电金属表面协调并保护导电金属表面。该杂环化合物包括那些包含氮、硫或氧原子的杂环化合物。特定的例子包括噻唑、苯并噻唑、苯并三唑、巯基苯并三唑(mercaptobenzotriazole)、羧基苯并三唑(carboxybenzotriazole)、苯氧基四唑(phenoxytetrazole)、三聚氰二胺(guanamine)、鸟嘌呤、吲哚、粪臭素、嘧啶、硫代巴比妥酸、胍和吡咯。
蚀刻剂中使用的氯离子源包括无机氯化物，譬如氯化钾。
在本发明的印刷线路板的生产过程中，选择性蚀刻的布线图优选地使用上述表面粗糙化蚀刻溶液进行表面粗糙化到至少1.1μm，优选为1.1到2.0μm，尤其优选为1.3到1.8μm的表面粗糙度(Rz)。特别地，为了生产印刷线路板，选择性地蚀刻导电金属箔以形成布线图，金属镀层19形成在布线图14上，并且树脂保护层20设在该金属镀层19上从而暴露终端15、16、17和18。如果金属镀层19具有过于光滑的表面，那么该表面和树脂保护层20不具有足够的粘结强度，使得在电子元件的安装过程中由热冲击引起变型(form)。一般地，经如上所述表面处理的布线图14直接地设置树脂保护层，譬如阻焊层。在本发明的印刷线路板中，表面处理的布线图镀有金属以形成金属镀层19。传统的惯例是在提供树脂保护层之前，布线图表面覆盖比布线图金属(譬如，铜)贱(poor)的金属(譬如，锡)的镀层，以防止在布线图内出现凹处(scoop)(坑蚀)。然而，当这种防腐蚀的电镀形成时，在电镀之前通常不进行布线图的表面粗糙化。
当表面粗糙化了的布线图镀有比布线图的金属贵重的金属时，本发明获得高的适用性。当金属镀层包含贵金属时，获得更高的适用性。此外，当金属镀层的金属具有低活性时，比如当金属镀层是金镀层时，获得尤其高的适用性。通过化学处理粗糙化这种金属镀层的表面非常困难。而且，因为布线图的宽度和厚度小，所以金属镀层的物理表面粗糙化处理也很困难。
因此，在本发明中，布线图由比包含贵金属譬如金的金属镀层更容易粗糙化的导电金属譬如铜制成，从而布线图被表面粗糙化到规定的表面粗糙度，其后金属镀层形成在布线图的粗糙化的表面上。结果，布线图、金属镀层和树脂保护层更牢固地结合在一起。
在本发明的印刷线路板中，布线图14的表面粗糙度(Rz)通常控制在1.1μm或以上的范围内，优选为1.1到2.0μm，更优选为1.3到1.8μm。形成在布线图14上的金属镀层19可具有使得树脂保护层20具有对抗由热冲击引起的起泡的粘结强度的表面条件。
虽然布线图的表面粗糙度(Rz)超过2μm提供了树脂保护层20足够的粘结强度，但是终端部分16、17、18和19也具有提高了的表面粗糙度(Rz)，在印刷线路板和半导体器件中导致下面描述的安装电子元件的问题。就是说，当电子元件以图2中箭头B指示的方向安装到输入和输出内部引线16和17上时，电子元件的隆起电极(bumpelectrodes)(未示出)和内部引线16和17的表面金属形成过量低共熔合金。当布线图14以小的节宽(pitch width)排列时，过量的低共熔合金可能在临近的布线图之间引起短路。
在印刷线路板的布线图的表面粗糙化过程中，操纵表面粗糙化条件从而获得上述布线图14的表面粗糙度(Rz)。例如，基于硫酸和过氧化氢的蚀刻溶液通常将温度控制在20到50℃的范围内，并且布线图与具有该温度的蚀刻溶液接触5到60秒。由于随着使用时间的增加蚀刻溶液降低其表面粗糙化能力，所以蚀刻溶液的处理需要仔细的关注。在本发明中，蚀刻溶液与布线图的接触时间是从蚀刻溶液与布线图的第一次接触到完成蚀刻溶液的洗涤的时间。使蚀刻溶液和布线图接触可采用许多方法。例如，蚀刻溶液可以通过喷嘴喷射到其上形成有布线图的绝缘薄膜上。或者，其上形成有布线图的绝缘薄膜可以浸入到充满蚀刻溶液的表面粗糙化处理槽(bath)内。
布线图与蚀刻溶液均匀地接触是必要的。例如，当喷射蚀刻溶液时，进行喷雾以通过摆动喷雾嘴将蚀刻溶液均匀地喷射到布线图上。防止蚀刻溶液在表面粗糙化过程中滞留在绝缘薄膜上是需要的。
在与蚀刻溶液接触完成之后，用水迅速地清洗表面粗糙化的布线图以除去蚀刻溶液，否则，附着在布线图上的蚀刻溶液将继续进行表面粗糙化反应。
在本发明中，表面粗糙化处理之后在布线图上形成金属镀层19。金属镀层可以是锡镀层、焊接镀层、无铅焊接镀层或镍镀层。特别地，金属镀层优选地包含比布线图的金属贵重的金属，尤其是贵金属。用于形成金属镀层的贵金属包括金、钯和银。特别地，金属镀层优选为金镀层。金镀可以是纯金镀，或可以包含其他不使金镀层特性恶化的金属。金镀层通常是单层镀层，然而，除了金之外的金属镀层在不使金镀层特性恶化的情况下可以形成在金镀层之下。
在本发明的印刷线路板中，金属镀层19形成在表面粗糙化了的布线图14的整个表面上。就是说，金属镀层19形成，从而在提供树脂保护层譬如树脂保护膜之前覆盖布线图14的全部。可以通过多种方法形成金属镀层，包括湿法镀敷处理，譬如电镀和化学镀，及干法镀敷处理，譬如蒸汽沉积和溅射。
金属镀层，例如金镀层，通常具有0.05到1.5μm的平均厚度，优选为0.1到1.0μm。
具有这个平均厚度的金属镀层19倾向于具有等于或略小于表面粗糙化的布线图14的表面粗糙度(Rz)的表面粗糙度。如图4所示，表面粗糙化了的布线图具有一个有许多非常微细的突起和凹陷的表面。在金属电镀处理中，包括非常微细的突起和凹陷的突起完全地被金属镀层覆盖以形成具有较大尺寸的突起，并且包括非常微细的突起和凹陷的凹陷完全地被金属镀层覆盖以形成具有较大尺寸的凹陷。就是说，微细的突起和凹陷基本完全以金属镀层覆盖以形成具有较大尺寸的突起和凹陷。当具有较大尺寸突起和凹陷的金属镀层设置作为树脂保护层的树脂保护膜时，树脂保护膜的粘性层有利地伸展到该突起和凹陷中。结果，金属镀层和树脂保护膜以非常高的粘结强度结合，从而如由热冲击引起的起泡等的问题不太可能发生在金属镀层和树脂保护膜的粘性层之间。
图4比较表面粗糙化的布线图的表面状态与布线图上金属镀层的表面状态。该图显示了金属镀层覆盖着微细突起和凹陷，并且在电镀之后突起和凹陷变得更清楚。然而，表面粗糙度的测量显示了在金属镀层形成前后表面粗糙度(Rz)没有太大的差别。该差别，如果有的话，不超过20％，并且大部分通常不超过表面粗糙化的布线图的表面粗糙度(Rz)的15％。就是说，金属镀层的形成对表面粗糙度(Rz)没有太大的影响，并且该表面仅略微光滑了。
图4的最上面的图像表示未蚀刻的布线图和形成于其上的金属镀层(金镀层)的表面状态。因为没有进行表面粗糙化处理，所以布线图表面没有微细的突起和凹陷。形成在布线图上的金镀层显示出更光滑的表面。
中间的图像表示布线图和金镀层的表面状态，其中布线图被粗糙化到1.5μm的表面粗糙度(Rz)，并且形成在其上的金镀层具有1.4μm的表面粗糙度(Rz)。如图所示，微细突起和凹陷覆盖有金镀层以形成较大尺寸的突起和凹陷。
最下面的图像表示布线图和金镀层的相似的表面状态，其中金镀层具有1.6μm的表面粗糙度(Rz)。
在表面粗糙化了的布线图上的金属镀层具有1.1μm或以上，优选在1.1到2.0μm的范围内，更优选为1.3到1.8μm的表面粗糙度(Rz)是必要的。具有这个表面粗糙度的金属镀层允许树脂保护层，特别是树脂保护膜的粘性层具有大大提供的与金属镀层的粘附性。因此，两者之间的粘性甚至在电子元件安装过程中被加热时也能稳固地保持，并且树脂保护膜能防止由于起泡等的分离。
如图4的电子显微图像所示，布线图的表面状态在金属镀层形成前后发生明显的变化，但是表面粗糙度(Rz)没有非常大的区别。这或许可以解释如下表面粗糙度(Rz)是使用具有大约1μm的齿顶圆角半径(R)的示踪器在许多点(例如，十个点)测量的值的平均数，因而较小的结构变化通过算术平均被均质化。另一个可能的原因是小于示踪器齿顶圆角半径(R)的凹陷很难检测到。
然而，布线图的表面粗糙化提供了显然不同的表面状态，并且形成在其上的金属镀层具有明显不同于表面粗糙化了的布线图的表面状态是肯定的。
通过形成金属镀层提供的表面状态，譬如那些在图4中所表示的，容许明显地改善树脂保护膜的粘结强度，导致大大地提高了树脂保护膜的抗热冲击性。
在本发明中，形成在布线图整个表面上的金属镀层设有树脂保护层20，以暴露终端部分16、17、18和19。
树脂保护层20可以通过传统的丝网印刷技术选择性涂覆阻焊墨水而提供。或者，如图3所示，在其一个表面具有粘性层25的树脂薄膜26可以预先按照期望形成以制备树脂保护片21，然后该树脂保护片21可以应用。在图3中，附图标记23表示与印刷线路板中的设备孔13对应的部分。
在本发明中使用的树脂保护片21优选为具有良好耐热性和可与绝缘薄膜11(或绝缘树脂衬底)相比较的柔韧性的树脂膜。这种树脂薄膜包括聚酰胺薄膜、芳族聚酰胺薄膜和聚酰亚胺薄膜。树脂薄膜26的平均厚度通常在从5到50μm的范围内变动，并且优选为从8到40μm。用于粘结树脂薄膜26的粘性层25优选为绝缘的并由受热时显示流动性的粘合剂制成，从而粘性层能伸展在布线图14的导线之间。同样，粘合剂优选为通过加热固化起粘结作用的热固性粘合剂。这种粘合剂包括环氧树脂粘合剂、聚氨酯树脂粘合剂、聚酰亚胺粘合剂、热固性丙烯酸粘合剂和酚醛粘合剂。
上述粘合剂的粘性层25理想地具有一个等于或稍大于绝缘薄膜上布线图高度，即，布线图的导电金属箔的厚度，的平均厚度。通常，粘性层25形成为其平均厚度是导电金属箔平均厚度的1.0到2.0倍，优选为1.05到1.3倍。
树脂保护片21的使用使得提供树脂保护层20的步骤简化。此外，不使用阻焊墨水消除了泄漏的可能性和长期固化的必要性。因此，能有效地生产印刷线路板。
然而，因为树脂保护片21通过粘性层25结合，所以粘结强度大大依赖于布线图表面上金属镀层19的条件。尤其，当金属镀层19由贵金属譬如金制成时，该金属的低活性使得由树脂保护片21组成的树脂保护层20的粘结强度明显恶化。因而，电子元件安装过程中的热冲击常常在树脂保护层20内导致起泡。本发明的印刷线路板如下所述解决了这个问题。该印刷线路板如上所述被表面粗糙化并且金属镀层19形成在粗糙化了的布线图上，使得当树脂保护薄膜附着时粘性层将有利地扩展。粘性层25被加热以显示流动性并分布到金属镀层19的突起和凹陷中。粘性层25和金属镀层19的突起和凹陷彼此接合，从而金属镀层19和树脂薄膜26牢固地结合在一起。特别，当金属镀层19是金镀层或含金的贵金属镀层时，树脂保护片的粘结强度可以是当布线图没有表面粗糙化而进行电镀时获得的粘结强度的3倍或更多，并且大部分通常是5倍或更多。
而且，由树脂保护片21组成的树脂保护层20几乎不因电子元件安装过程中的热量(热冲击)而起泡。
由于热冲击的起泡不仅是树脂保护片而且是当树脂保护层20由阻焊墨水产生时遭遇的问题。
如上所述，布线图14被表面粗糙化并且金属镀层19形成在其上，并且树脂保护层20设置在金属镀层19上。这实现了树脂保护层20的粘结强度显著的提高并减少了由于热冲击起泡的可能性。因此，在电子元件安装过程中的温度可以设定为高以允许减少安装时间，这导致减轻了施加到电子元件上的热冲击。因此，可以防止由于安装引起的缺陷电子元件。
在树脂保护层20如上所述形成之后，暴露于树脂保护层20的终端部分16、17、18和19可以按要求进一步镀覆。
本发明的上述印刷线路板能与传统的印刷线路板相似地使用。
本发明的印刷线路板的应用包括印刷线路板(PWB)、软性印刷电路(FPC)板、软性带式自动连接(TAB)带、膜上芯片(COF)带、芯片尺寸封装(CSP)带、球栅阵列(BGA)带、μ-球栅阵列(μ-BGA)带和印刷TAB带。
其中布线图形成在绝缘薄膜上的印刷线路板能通过在布线图的终端部分上安装电子元件，接着进行树脂封装而制造成半导体器件。
本发明的上述半导体器件，类似于印刷线路板，受到热冲击不会在树脂保护层中起泡，并且具有极好的抗热性和非常高的可靠性。
实施例下面通过实施例详细描述本发明，但是应该解释一下本发明决不限于这些例子。
实施例1平均厚度50μm的聚酰亚胺薄膜(UPILEX-S(商品名)，可从UBE工业有限公司得到)，在一个表面上具有粘性层，通过冲压打孔而产生齿孔和设备孔。
用热压法将聚酰亚胺薄膜与标称厚度为35μm的电积铜箔结合而产生衬底膜。其上结合有聚酰亚胺薄膜的电积铜箔的表面是具有5μm表面粗糙度(Rz)的不光滑表面(粗糙化的表面)。因此，衬底膜具有表面粗糙度(Rz)1.0μm的光滑面。
感光树脂涂覆在衬底膜的电积铜箔的表面(光滑面)上，并且曝光并显影该树脂以形成期望的图案。
随后，将衬底膜浸入到包含氯化铜的蚀刻溶液中并且使用该图案作为掩模选择性地蚀刻电积铜箔，从而形状类似于掩模的布线图以80μm的线间距(线宽40μm，线间隔40μm)形成。布线图保留一定程度的电积铜箔的光滑面的表面粗糙度(Rz)。该表面粗糙度(Rz)是1.3μm。在布线图如上所述形成之后，利用碱性的清洗水除去树脂图案掩模。
随后，利用基于硫酸和过氧化氢并包含作为氯离子源的氯化钾和苯并三唑化合物的蚀刻溶液粗糙化布线图的表面。布线图的粗糙化处理产生1.5μm的表面粗糙度(Rz)。表面粗糙度是利用配备具有1μm的齿顶圆角半径(R)的示踪器的SURFTEST SV-300(由Mitutoyo公司制造的)测量的。
在粗糙化处理中，蚀刻溶液是通过多个喷嘴喷射到薄膜上，使得布线图与蚀刻溶液均匀地接触。
这里使用的蚀刻设备与水洗设备相邻，从而从蚀刻设备中排出的带进行清洗步骤。
这样清洗的带的布线图用金进行镀覆。该金镀层具有0.7μm的平均厚度和1.4μm的表面粗糙度(Rz)。金镀层的表面显示在图4的电子显微镜图片中。
分别地，制备具有粘合剂的树脂薄膜，其中平均厚度35μm的环氧树脂粘性层形成在12μm厚的聚酰亚胺薄膜的一个表面上。为了产生树脂保护片，具有粘合剂的树脂薄膜被穿孔，从而暴露布线图的终端部分。
如上穿孔的树脂保护片放置在布线图上，并且它们在200℃以热压法结合，以制作印刷线路板。
测试该印刷线路板以确定结合的树脂保护片的粘结强度，结果在420g/cm。
此外，通过在260℃和370℃加热印刷线路板以施加热冲击来模拟电子元件的安装，然而在树脂保护膜中没有引起譬如起泡等问题。
实施例2
除了改变蚀刻条件使得布线图上的金镀层具有1.6μm的表面粗糙度(Rz)之外，以与实施例1相同的方式产生印刷线路板。
测试该印刷线路板以确定结合的树脂保护片的粘结强度，结果在430g/cm。
此外，通过在260℃和370℃加热印刷线路板以施加热冲击来模拟电子元件的安装，然而在树脂保护薄膜中没有引起譬如起泡等问题。
比较实施例1除了没有进行布线图的表面粗糙化处理之外，以与实施例1相同的方式生产印刷线路板。布线图的表面粗糙度(Rz)是1.3μm，与使用的电积铜箔的光滑面的表面粗糙度相同。金镀层的表面粗糙度(Rz)是1.0μm。
测试该印刷线路板以确定结合的树脂保护片的粘结强度，结果在67g/cm。
此外，通过在260℃和370℃加热印刷线路板以施加热冲击来模拟电子元件的安装，在260℃没有在树脂保护膜中引起起泡，然而在370℃时出现许多泡沫。
上述结果共同表示在表1中。
表1
在根据本发明的印刷线路板和半导体器件中，表面粗糙化布线图使得形成在布线图上的金属镀层具有1.1μm或以上的表面粗糙度，并且树脂保护层设置在表面粗糙化了的布线图上。因此，树脂保护层显示非常高的粘结强度，并且由于在电子元件的安装过程中由于受热在树脂保护层内出现譬如起泡等问题的可能性小而获得高可靠性。此外，本发明的方法使得高度可靠的印刷线路板容易生产。
权利要求
1.一种印刷线路板，包括绝缘薄膜、形成在该绝缘薄膜的至少一个表面上的布线图、布线图上的金属镀层和设在布线图上的使金属镀层处于中间的树脂保护层，使得暴露镀有金属的布线图的终端部分，其中，布线图上的金属镀层具有1.1μm或以上的表面粗糙度(Rz)。
2.根据权利要求1的印刷线路板，其中，该金属镀层形成在布线图的整个表面上。
3.根据权利要求1或2所述的印刷线路板，其中，布线图上的金属镀层包含贵金属。
4.根据权利要求3所述的印刷线路板，其中，包含贵金属的金属镀层是金镀层。
5.根据权利要求1所述的印刷线路板，其中，布线图上的金属镀层具有1.1到2.0μm范围内的表面粗糙度(Rz)。
6.根据权利要求1所述的印刷线路板，其中，该树脂保护层是通过金属镀层涂覆到布线图上的阻焊层或通过金属镀层附加到布线图上的树脂保护膜。
7.一种用于生产印刷线路板的方法，该方法包括对包括绝缘薄膜和在该绝缘薄膜的至少一个表面上的金属层的衬底膜选择性地蚀刻以形成布线图，粗糙化该布线图使得形成在该布线图上的金属镀层具有1.1μm或以上的表面粗糙度(Rz)，在该布线图上形成金属镀层，并在布线图上的金属镀层上提供树脂保护层而使得终端部分暴露。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，形成在该布线图上的金属镀层包含贵金属。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，包含贵金属的金属镀层是金镀层。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，粗糙化该布线图，使得形成在该布线图上的金属镀层具有1.1到2.0μm的表面粗糙度(Rz)。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，通过金属镀层涂覆阻焊剂到布线图上从而暴露终端部分以形成阻焊层，或通过金属镀层附加树脂保护片到布线图上而暴露终端部分，而提供树脂保护层。
12.包括权利要求1到4中任意一个的印刷线路板和安装在该印刷线路板上的电子元件的半导体器件。
全文摘要
印刷线路板，包括绝缘薄膜、形成在绝缘薄膜的至少一个表面上的布线图、布线图上的金属镀层，及设在布线图上使金属镀层处于中间的树脂保护层，使得暴露镀有金属的布线图的终端部分，其中布线图上的金属镀层具有1.1μm或以上的表面粗糙度(Rz)。半导体器件包括该印刷电路板和安装其上的电子元件。在印刷线路板的生产过程中，布线图在形成金属镀层之前进行表面粗糙化，使得形成于其上的金属镀层具有1.1 μ m或以上的表面粗糙度(Rz)。布线图的表面粗糙化处理甚至当金属镀层由低活性金属譬如金制成时减少了譬如热冲击在树脂保护层中的起泡的问题。
文档编号H05K3/38GK1697592SQ20051006911
公开日2005年11月16日 申请日期2005年5月10日 优先权日2004年5月10日
发明者坂田贤, 寺田弘 申请人:三井金属矿业株式会社