JP2003298194A - 回路基板の製造方法および回路基板用部材 - Google Patents
回路基板の製造方法および回路基板用部材Info
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Abstract
い可撓性フイルムの変形を抑制し、少なくとも片面に特
に高精度な回路パターンを形成した回路基板を製造する
こと。 【解決手段】可撓性フィルムの片面に補強板を紫外線硬
化型有機物層を介して貼り合わせ、次いで、該可撓性フ
ィルムの他の面に回路パターンを形成してから、回路パ
ターン付き可撓性フィルムを補強板から剥離する回路基
板の製造方法において、該回路パターンを形成する工程
の前に該紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射すること
を特徴とする回路基板の製造方法。
Description
ーンを有するとともに生産性に優れた可撓性フイルムを
用いた回路基板の製造方法と回路基板用部材に関するも
のである。
に伴い、プリント回路基板のパターニングの高精度化が
求められている。中でも可撓性フイルム基板は、その可
撓性ゆえに三次元配線ができ、エレクトロニクス製品の
小型化に適していることから需要が拡大している。例え
ば、液晶ディスプレイパネルへのIC接続に用いられる
TAB(Tape Automated Bondin
g)技術は、比較的狭幅の長尺ポリイミドフイルム基板
を加工することで樹脂基板としては最高レベルの微細パ
ターンを得ることができるが、微細化の進展に関しては
限界に近づきつつある。微細化にはライン幅やライン間
のスペース幅で表される指標と基板上のパターンの位置
で表される指標がある。後者の指標、いわゆる位置精度
は、回路基板とICなどの電子部品とを接続する際の電
極パッドと回路基板パターンとの位置合わせに係わり、
ICの多ピン化の進展に従い要求される精度が厳しくな
ってきている。
ィルム基板加工は改良が難しい状況になりつつある。回
路基板加工プロセスでは、乾燥やキュアなどの熱処理プ
ロセス、エッチングや現像などの湿式プロセスがあり、
可撓性フィルムは、膨張と収縮を繰り返す。このときの
ヒステリシスは、基板上の回路パターンの位置ずれを引
き起こす。また、アライメントが必要なプロセスが複数
ある場合、これらのプロセス間に膨張、収縮があると、
形成されるパターン間で位置ずれが発生する。可撓性フ
ィルムの膨張と収縮による変形は、比較的大面積の基板
寸法で加工を進めるFPC(Flexible Printing Circui
t)の場合には更に大きな影響を及ぼす。また、位置ずれ
は引っ張りや捻れなどの外力でも引き起こされ、柔軟性
を上げるために薄い基板を使う場合は特に注意を必要と
する。
とする可撓性フィルムに紫外線硬化型有機物層を介して
有機あるいは無機の硬質板とを貼り合わせ、全体の強度
を増すことで外力による変形を抑えようとする提案があ
る(例えば、特許文献1参照。)。
は、可撓性フィルムの膨張、収縮ヒステリシスによる回
路パターンの位置ずれはあまり軽減されない。
は、洗浄、めっき、レジスト塗布、エッチングなどのウ
エット工程や乾燥、ベークなどの加熱工程があるが、紫
外線硬化型有機物は、一般的に、紫外線照射によって架
橋が進行し粘着力が低下するものであり、架橋前の状態
では、耐水性、耐溶剤性、耐熱性が充分でないことが多
い。そこで、紫外線硬化型有機物層の耐水性、耐溶剤
性、耐熱性を向上させるには、紫外線照射量の増加など
他の特性の低下を伴うことがあり問題である。
置精度は、回路パターン加工プロセス中の基板の安定性
だけでなく、回路基板作製後から、電子部品接続までの
温度、湿度による寸法変化抑制も同等に重要になってき
ている。しかし、特許文献1の方法では、回路基板作製
後に補強板を剥離してしまうため、回路基板作製から電
子部品接続までの間の位置精度維持についての保証は無
い。
パターン加工プロセスよりも高温のプロセスであり、紫
外線硬化型有機物層に求められる耐熱性もより高度であ
る。
3頁)
のような問題点を解決し、高精度な可撓性フイルム回路
基板を安定して製造できる方法を提供することにある。
するために、本発明は以下の構成からなる。 (1)可撓性フィルムの片面に補強板を紫外線硬化型有
機物層を介して貼り合わせ、次いで、該可撓性フィルム
の他の面に回路パターンを形成してから、回路パターン
付き可撓性フィルムを補強板から剥離する回路基板の製
造方法において、該回路パターンを形成する工程の前に
紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射することを特徴と
する回路基板の製造方法。 (2)回路パターンを形成する工程がウエット工程を有
し、該ウエット工程前に紫外線硬化型有機物層に紫外線
を照射することを特徴とする(1)記載の回路基板の製
造方法。 (3)回路パターンを形成する工程が加熱工程を有し、
該加熱工程前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射す
ることを特徴とする(1)記載の回路基板の製造方法。 (4)可撓性フィルムの片面に補強板を紫外線硬化型有
機物層を介して貼り合わせ、次いで、該可撓性フィルム
の他の面に回路パターンを形成し、さらに、該回路パタ
ーン上に電子部品を接合してから、電子部品と回路パタ
ーンの付いた可撓性フィルムを補強板から剥離する回路
基板の製造方法において、該回路パターン上に電子部品
を接合する工程の前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を
照射することを特徴とする回路基板の製造方法。 (5)補強板上に、紫外線硬化型有機物層、少なくとも
該紫外線硬化型有機物層と貼り合わされた面とは反対側
の面に回路パターンが形成された可撓性フィルムが、こ
の順に積層されたことを特徴とする回路基板用部材。
しては、プラスチックフイルムであって、回路パターン
製造工程および電子部品実装での熱プロセスに耐えるだ
けの耐熱性を備えていることが重要であり、ポリカーボ
ネート、ポリエーテルサルファイド、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリイミド、ポリアミド、液晶ポリマ
ーなどのフイルムを採用することができる。中でもポリ
イミドフイルムは、耐熱性に優れるとともに耐薬品性に
も優れているので好適に採用される。また、低誘電損失
など電気的特性が優れている点で、液晶ポリマーが好適
に採用される。可撓性のガラス繊維補強樹脂板を採用す
ることも可能である。ガラス繊維補強樹脂板の樹脂とし
ては、エポキシ、ポリフェニレンサルファイド、ポリフ
ェニレンエーテル、マレイミド、ポリアミド、ポリイミ
ドなどが挙げられる。
化、小型化、あるいは微細なビアホール形成のためには
薄い方が好ましく、一方、機械的強度を確保するためや
平坦性を維持するためには厚い方が好ましい点から、4
μmから125μmの範囲が好ましい。
方法は特に限定されず、例えば、銅箔などの金属箔を接
着剤層で貼り付けて形成することができる他、スパッタ
やメッキ、あるいはこれらの組合せで形成することがで
きる。また、銅などの金属箔の上に可撓性フイルムの原
料樹脂あるいはその前駆体を塗布、乾燥、キュアするこ
とで、金属層付き可撓性フイルムを得ることもできる。
板は、ソーダライムガラス、ホウケイ酸系ガラス、石英
ガラスなどの無機ガラス類、インバー合金、ステンレス
スチール、チタンなどの金属、アルミナ、ジルコニア、
窒化シリコンなどのセラミックスやガラス繊維補強樹脂
板などが採用できる。いずれも線膨張係数や吸湿膨張係
数が小さい点で好ましいが、回路パターン製造工程の耐
熱性、耐薬品性に優れている点や大面積で表面平滑性が
高い基板が安価に入手しやすい点や塑性変形しにくい点
で無機ガラス類からなる基板が好ましい。
有機物層を介して貼り合わせる。従って、紫外線を透過
する補強板であることが望ましく、この点でも無機ガラ
ス類が好ましい。中でもアルミノホウケイ酸塩ガラスに
代表されるホウケイ酸系ガラスは、高弾性率でかつ熱膨
張係数が小さいため特に好ましい。
する場合は、長尺連続体での製造もできるが、位置精度
を確保しやすい点で、本発明の回路基板の製造方法は枚
葉式で行うことが好ましい。枚葉とは、長尺連続体でな
く、個別のシート状でハンドリングされる状態を言う。
率が小さかったり、厚みが小さいと可撓性フイルムの膨
張・収縮力で反りやねじれが大きくなり、平坦なステー
ジ上に真空吸着したときにガラス基板が割れることがあ
る。また、真空吸着・脱着で可撓性フイルムが変形する
ことになり位置精度の確保が難しくなる傾向がある。一
方、ガラス基板が厚いと、肉厚ムラにより平坦性が悪く
なることがあり、露光精度が悪くなる傾向がある。ま
た、ロボット等によるハンドリング時に負荷が大きくな
り、素早い取り回しが難しくなって生産性が低下する要
因になる他、運搬コストも増大する傾向がある。この点
から、補強板に用いられるガラス基板のヤング率(kg
/mm2)と厚さ(mm)の3乗の積が、850kg・
mm以上860000kg・mm以下の範囲であること
が好ましく、1500kg・mm以上190000kg
・mm以下の範囲であることがさらに好ましく、240
0kg・mm以上110000kg・mm以下の範囲が
特に好ましい。なおガラス基板のヤング率は、JIS
R1602によって求められる値とする。
のヤング率が小さかったり、厚みが薄いと可撓性フイル
ムの膨張力や収縮力で金属基板の反りやねじれが大きく
なり、平坦なステージ上に真空吸着できなくなったり、
また、金属基板の反りやねじれの分、可撓性フイルムが
変形することにより、位置精度の保持が難しくなる。ま
た、金属基板に折れがあると、その時点で不良品にな
る。一方、金属基板が厚いと、肉厚ムラにより平坦性が
悪くなることがあり、露光精度が悪くなる。また、ロボ
ット等によるハンドリング時に負荷が大きくなり、素早
い取り回しが難しくなって生産性が低下する要因になる
他、運搬コストも増大する。この点から、補強板として
用いられる金属基板のヤング率(kg/mm2)と厚さ
(mm)の3乗の積は、2kg・mm以上162560
kg・mm以下の範囲であることが好ましく、10kg
・mm以上30000kg・mm以下の範囲であること
がさらに好ましく、15kg・mm以上20500kg
・mm以下の範囲であることが特に好ましい。
を構成する紫外線硬化型有機物は特に限定されないが、
好ましくは紫外線照射で架橋が進行し接着力、粘着力が
減少するものである。また、紫外線硬化型有機物層は、
紫外線を照射後、剥離可能である必要がある。このよう
な紫外線硬化型有機物の例としては、アクリル系または
ウレタン系の紫外線硬化型再剥離粘着剤と呼ばれる粘着
剤を挙げることができる。また、接着剤または粘着剤の
主剤と硬化剤を混合する架橋型と呼ばれるものが、接着
力、粘着力の発現が速いため生産性に優れることから好
ましい。
補強板と可撓性フイルム基板を貼り合わせた後で、回路
パターンを形成する工程の前である。紫外線硬化型有機
物層は、耐水性や耐熱性が不十分であることが多く、回
路パターン形成工程にウエット工程や加熱工程がある場
合、膨潤や発泡などの不具合を起こすことが多く、位置
精度の確保ができなくなったり、平坦性が損なわれたり
するからである。また、補強板と可撓性フィルム基板の
剥離力が増大する場合があり、剥離時に可撓性フィルム
の位置精度が損なわれることがある。
工程、メッキ工程、エッチング工程あるいは洗浄工程な
どである。ウエット工程前に紫外線を照射することによ
り、湿式プロセスで紫外線硬化型有機物層が吸水するこ
とによる膨潤を抑制することができる。
ク、ソルダーレジストベークなどである。紫外線を照射
する工程は加熱工程前であることが好ましい。加熱工程
前に紫外線を照射することにより、加熱工程で紫外線硬
化型有機物層の紫外線反応部位が破壊されて、紫外線硬
化型有機物層が発泡あるいは変質して平坦性が失われた
り、可撓性フイルムを剥離し難くなることを防ぐことが
できる。
法としては、例えば、回路基板の接続部に形成された
錫、金、はんだなどの金属層と電子部品の接続部に形成
された金やはんだなどの金属層とを加熱圧着し金属接合
させる方法、回路基板の接続部の錫、金、はんだなどの
金属層と電子部品の接続部に形成された金やはんだなど
の金属層とを圧着しつつ回路基板と電子部品間に配置し
た異方導電性接着剤または非導電性接着剤を硬化させ、
機械的に接合させる方法などがある。これらの接続時の
温度は、通常、200〜400℃と高温であるととも
に、圧力も高い。紫外線硬化型有機物層の主剤の骨格や
紫外線硬化型有機物層に含まれる架橋剤の種類や量によ
って、紫外線硬化前の状態でも、ある程度の耐水性や耐
熱性を持たせることは可能であるが、上記のような電子
部品と回路パターンの接続に耐えるだけの耐熱性を付与
することが難しいことがある。
品接続工程前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射す
る工程を設ける。電子部品と回路パターンの接合時の高
温高圧への耐性が不足していると、紫外線硬化型有機物
層の発泡や膨張によって回路パターンが変形したり、そ
の後の紫外線照射によって紫外線硬化型有機物層の粘着
力が十分低下しないことが起こり得るからである。
ンプ)下とその近傍での回路パターンの厚み方向の変形
は、配線回路の信頼性を確保するために6μm以下であ
ることが好ましく、3μm以下であることがさらに好ま
しい。
は、可撓性フイルム加工中は十分な接着力があり、剥離
時は容易に剥離でき、可撓性フイルム基板に歪みを生じ
させないために、弱粘着領域の粘着力であるのが好まし
い。
機物層を介して補強板と貼り合わせた1cm幅の可撓性
フイルムを剥離するときの180°方向ピール強度で測
定される。ここで、剥離力を測定するときの剥離速度は
300mm/分とした。剥離力の測定装置は特に限定さ
れず、機械的強度や伸度の測定などで一般に使用される
テンシロンが好適に採用できる。ここで、弱粘着領域と
は、上記の条件で測定したときの剥離力が0.1g/c
mから100g/cmの範囲を言う。
域に制御するためには、紫外線硬化型有機物として用い
る接着剤または粘着剤の主剤と硬化剤の一方あるいは両
方を高分子量化することにより、架橋後の流動性を小さ
くし、接着剤または粘着剤の可撓性フイルムへの投錨性
を制御することが有効である。さらに、耐熱性を向上す
るためにも、接着剤または粘着剤の主剤と硬化剤の一方
あるいは両方を高分子量化することが好ましい。また、
接着剤または粘着剤の粘着力を弱粘着領域に制御するた
めには、接着剤または粘着剤の主剤の分子鎖に導入する
官能基数を増やすことにより硬化剤との架橋部位を増や
すことも有効である。さらに、主剤と硬化剤の混合比を
変えることで、剥離力を調整することもできる。また、
紫外線硬化型有機物層の粘着力を弱粘着領域に制御する
ために、接着剤または粘着剤の可撓性フイルムへの投錨
性を制御する方法として、接着剤または粘着剤の厚みを
適性化する方法は容易に行え、有効な方法である。
と、均一性が低下する傾向があるため、0.1μm以上
であることが好ましく、0.3μm以上であることがさ
らに好ましい。一方、紫外線硬化型有機物層の厚みが大
きすぎると、可撓性フィルムへの投錨性が良くなるため
に粘着力が大きくなりすぎる傾向があるため、20μm
以下であることが好ましく、10μm以下であることが
さらに好ましい。
介して固定された可撓性フィルム上の回路パターンに電
子部品を接合する場合は、紫外線硬化型有機物層が厚い
と前述の回路パターンの厚み方向の変形が大きくなる傾
向があるため、紫外線硬化型有機物層の厚みが5μm以
下であることが好ましい。
の剥離力は、低すぎると回路パターン形成中に可撓性フ
イルムが紫外線硬化型有機物層から剥離する恐れがあ
る。一方、剥離力が高すぎると、可撓性フイルムが変形
したりカールする恐れがある。また、可撓性フイルムの
厚みが薄くなるにつれて、剥離後の可撓性フイルムは変
形したりカールし易くなる。さらに、可撓性フイルムの
ヤング率が小さくなるにつれて、剥離後の可撓性フイル
ムは変形したりカールし易くなる。これらの点から本発
明においては、可撓性フイルムを剥離するときの剥離力
A(g/cm)と、可撓性フイルムの厚みの逆数B(μ
m-1)と、可撓性フイルムのヤング率の逆数C(mm2
/kg)との積A・B・Cは、4.3×10-6以上4.
3×10-3以下の範囲とすることが好ましく、8.6×
10-6以上8.6×10-4以下の範囲とすることがより
好ましく、2.15×10-5以上5.16×10-4以下
の範囲とすることが特に好ましい。
物層との界面でも紫外線硬化型有機物層と可撓性フイル
ムとの界面でもどちらでも良いが、可撓性フイルムから
紫外線硬化型有機物層を除去する工程が省略できるの
で、紫外線硬化型有機物層と可撓性フイルムとの界面で
剥離する方が好ましい。
を向上させるために、補強板にシランカップリング剤塗
布などのプライマー処理を行っても良い。プライマー処
理以外に紫外線処理、紫外線オゾン処理などによる洗浄
や、ケミカルエッチング処理、サンドブラスト処理ある
いは微粒子分散層形成などの表面粗化処理なども好適に
用いられる。
強板との貼り付けに先立って、貼り付け面である一方の
面に回路パターンが形成されていても良い。この場合、
該パターン形成と同時に、もう一方の面に形成される回
路パターンとの位置合わせ用マークを形成することが好
ましい。貼り合わせ面とは反対側の面に形成する高精細
パターンの高精細さを活かすために位置合わせマークを
設けて位置合わせすることは高精細パターンの作製に非
常に有効である。位置合わせマーク読みとり方法は特に
限定されず、例えば、光学的な方法、電気的な方法等を
用いることができる。位置合わせマークは、可撓性フイ
ルムを補強板と貼り合わせる際の位置合わせにも利用す
ることができる。位置合わせマークの形状は特に限定さ
れず、露光機などで一般に使用される形状が好適に採用
できる。
に、可撓性フイルムの該貼り付け面とは反対面に形成さ
れる回路パターンは、補強板及び金属層により加工時に
生じる可撓性フイルムの変形を防止できるため、特に高
精度なパターンを形成することができる。
高精細なパターンを形成した両面配線の回路基板を容易
に提供できる。両面配線であることのメリットとして
は、スルーホールを介しての配線交差ができ、配線設計
の自由度が増すこと、太い配線で接地電位を必要な場所
の近傍まで伝搬することで高速動作するLSIのノイズ
低減ができること、同様に太い配線で電源電位を必要な
場所の近傍まで伝搬することにより、高速スイッチング
でも電位の低下を防ぎ、LSIの動作を安定化できるこ
と、電磁波シールドとして外部ノイズを遮断することな
どが挙げられ、LSIが高速化し、また、多機能化によ
る多ピン化が進む中で非常に重要である。
の加工時に共に補強板を使用し、両面とも特に高精度な
パターンを形成することも可能である。例えば、第1の
補強板と可撓性フイルムの第2の面とを紫外線硬化型有
機物層を介して貼り合わせて、可撓性フイルムの第1の
面に回路パターンを形成してから、第1の面と第2の補
強板とを紫外線硬化型有機物層を介して貼り合わせた
後、可撓性フイルムを第1の補強板から剥離し、次いで
可撓性フイルムの第2の面に回路パターンを形成してか
ら、可撓性フイルムを第2の補強板から剥離する方法が
挙げられ、両面共に高精度の回路パターン加工を実現す
ることができる。
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
ラスにスピンコーター、ブレードコーター、ロールコー
ター、バーコーター、ダイコーター、スクリーン印刷機
などで、シランカップリング剤を塗布する。間欠的に送
られてくる枚葉基板に比較的低粘度のシランカップリン
グ剤の薄膜を均一に塗布するためには、スピンコーター
の使用が好ましい。シランカップリング剤塗布後、加熱
乾燥や真空乾燥などにより乾燥し、厚みが20nmのシ
ランカップリング剤層を得る。
ピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バ
ーコーター、ダイコーター、スクリーン印刷機などで、
紫外線硬化型再剥離粘着剤を塗布する。間欠的に送られ
てくる枚葉基板に比較的粘度が高い粘着剤を均一に塗布
するためには、ダイコーターの使用が好ましい。紫外線
硬化型再剥離粘着剤を塗布後、加熱乾燥や真空乾燥など
により乾燥し、厚みが20μmの紫外線硬化型有機物層
を得る。この紫外線硬化型有機物層に、ポリエステルフ
イルム上にシリコーン樹脂層を設けた空気遮断用フイル
ムを貼り付けて1週間熟成させる。空気遮断用フイルム
を貼り合わせる代わりに、窒素雰囲気中や真空中で保管
することもできる。また、紫外線硬化型有機物層を長尺
フイルム基体に塗布、乾燥後、枚葉基板に転写すること
も可能である。
は、最初に可撓性フィルム側に形成されていても良い
し、補強板側に形成されていても良く、両方に形成され
ていても良い。形成の容易さや剥離界面を可撓性フィル
ムと紫外線硬化型有機物層となるよう制御するために
は、補強板側に形成されるのが好ましい。
リイミドフイルムを貼り付ける。ポリイミドフイルムの
厚さは4μmから125μmの範囲が好ましい。前述の
ように、ポリイミドフイルムの片面または両面に金属層
があらかじめ形成されていても良い。ポリイミドフイル
ムの補強板貼り付け面側に金属層を設けておくと、電磁
波遮断用のためのグラウンド層などとして利用すること
ができ好ましい。ポリイミドフイルムは、あらかじめ所
定の大きさのカットシートにしておいて貼り付けても良
いし、長尺ロールから巻きだしながら、貼り付けと切断
をしてもよい。このような貼り付け作業には、ロール式
ラミネーターや真空ラミネーターを使用することができ
る。
けた後、紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射して架橋
を進行させる。
対側の面にあらかじめ金属層が設けられていない場合
は、フルアディティブ法やセミアディティブ法で金属層
を形成することができる。
うなプロセスである。金属層を形成する面にパラジウ
ム、ニッケルやクロムなどの触媒付与処理をし、乾燥す
る。ここで言う触媒とは、そのままではメッキ成長の核
としては働かないが、活性化処理をすることでメッキ成
長の核となるものである。次いでフォトレジストをスピ
ンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バー
コーター、ダイコーター、スクリーン印刷機などで塗布
して、乾燥する。該フォトレジストを所定パターンのフ
ォトマスクを介して露光、現像して、メッキ膜が不要な
部分にレジスト層を形成する。この後、触媒の活性化処
理をしてから、硫酸銅とホルムアルデヒドの組合せから
なる無電解メッキ液に、該ポリイミドフイルムを浸漬
し、厚さ2μmから20μmの銅メッキ膜を形成して、
回路パターンを得る。
うなプロセスである。金属層を形成する面に、クロム、
ニッケル、銅またはこれらの合金をスパッタリングし、
下地層を形成する。下地層の厚みは、通常、1nmから
1000nmの範囲である。下地層の上に銅スパッタ膜
をさらに50nmから3000nm積層することは、後
に続く電解メッキのために十分な導通を確保したり、金
属層の接着力向上やピンホール欠陥防止に効果があり好
ましい。下地層形成に先立ち、ポリイミドフイルム表面
に接着力向上のために、プラズマ処理、逆スパッタ処
理、プライマー層塗布、接着剤層塗布が行われること
は、適宜用いられる。中でもエポキシ樹脂系、アクリル
樹脂系、ポリアミド樹脂系、ポリイミド樹脂系、NBR
系などの接着剤層塗布は接着力改善効果が大きく好まし
い。これらの処理や塗布は、ガラス基板貼り付け前に実
施されても良いし、ガラス基板貼り付け後に実施されて
も良い。ガラス基板貼り付け前に、長尺のポリイミドフ
イルムに対してロールツーロールで連続処理されること
は、生産性向上が図れ好ましい。このようにして形成し
た下地層上に、フォトレジストをスピンコーター、ブレ
ードコーター、ロールコーター、ダイコーター、スクリ
ーン印刷機などで塗布して、乾燥する。該フォトレジス
トを所定パターンのフォトマスクを介して露光、現像し
て、メッキ膜が不要な部分にレジスト層を形成する。次
いで該下地層を電極として電解メッキをおこなう。電解
メッキ液としては、硫酸銅メッキ液、シアン化銅メッキ
液、ピロ燐酸銅メッキ液などが用いられる。厚さ2μm
から20μmの銅メッキ膜を形成後、フォトレジストを
剥離し、続いてスライトエッチングにて下地層を除去し
て、さらに必要に応じて金、ニッケル、錫などのメッキ
を施し、回路パターンを得る。
剥がして、回路パターンが形成された面を貼り合わせ面
として、ポリイミドフイルムをガラス基板に貼り付けた
後、上述のセミアディティブ法、フルアディティブ法、
もしくはサブトラクティブ法で貼り合わせ面と反対側の
面に高精細な回路パターンを形成する。
ドフィルムにベタの金属層が形成されている場合、フォ
トレジストとエッチング液を使って回路パターンを形成
する方法であり、製造プロセスが短く、低コストな方法
である。
は、セミアディティブ法、フルアディティブ法の採用が
好ましい。
設けることができる。すなわち、ガラス基板との貼り合
わせ面側に設けた金属層との電気的接続を取るビアホー
ルを設けたり、ボールグッリドアレーのボール設置用の
孔を設けたりすることができる。接続孔の設け方として
は、炭酸ガスレーザー、YAGレーザー、エキシマレー
ザーなどのレーザー孔開けやケミカルエッチングを採用
することができる。レーザーエッチングを採用する場合
は、エッチングストッパ層として、ポリイミドフイルム
のガラス基板貼り付け面側に金属層があることが好まし
い。
液としては、ヒドラジン、水酸化カリウム水溶液などを
採用することができる。また、ケミカルエッチング用マ
スクとしては、パターニングされたフォトレジストや金
属層が採用できる。電気的接続を取る場合は、接続孔形
成後、前述の金属層パターン形成と同時にメッキ法で孔
内面を導体化することが好ましい。電気的接続をとるた
めの接続孔は、直径が15μmから200μmが好まし
い。ボール設置用の孔は、直径が80μmから800μ
mが好ましい。
いが、ポリイミドフイルムをガラス基板に貼り合わせた
後、ポリイミドフイルムの貼り合わせ面の反対面から接
続孔を形成することが好ましい。
レジスト膜を形成する。微細回路パターンに対しては感
光性のソルダーレジストの採用が好ましい。スピンコー
ター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコータ
ー、ダイコーター、スクリーン印刷機などで回路パター
ン上に感光性ソルダーレジストを塗布し、乾燥させた
後、所定のフォトマスクを介して紫外線露光をし、現像
して、ソルダーレジストパターンを得る。次に100℃
から200℃でキュアをする。
ドフイルムをガラス基板から剥離する。レーザー、高圧
水ジェットやカッターなどを用いて、剥離前に個片また
は個片の集合体に該回路パターン付きポリイミドフイル
ムを切り分けておくことが、取り扱いが容易になること
から好ましい。さらに、電子部品との接続の位置精度を
保つために、ポリイミドフイルム上の回路パターンへ電
子部品を接続後に、該ポリイミドフイルムをガラス基板
から剥離することがさらに好ましい。電子部品との接続
方法としては、例えば、ハンダ接続、異方導電性フイル
ムによる接続、金属共晶による接続、非導電性接着剤に
よる接続、ワイヤーボンディング接続などが採用でき
る。
け面側に金属層を設け、まず固定されていない可撓性フ
イルムの一方の面に回路パターンを形成した後、可撓性
フイルムをガラス基板に貼り合わせてからもう一方の面
の回路パターンを形成した例である。可撓性フイルムの
両面に、高精細の回路パターンを形成する場合は、最初
に回路パターンが形成される面の加工においても、ガラ
ス基板に貼り合わせられていることが好ましい。この場
合は、可撓性フイルムをガラス基板に貼り合わせて、サ
ブトラクティブ法、セミアディティブ法やフルアディテ
ィブ法でガラス基板貼り合わせ面とは反対側の面に回路
パターンを形成し、次いで別のガラス基板に、可撓性フ
イルムの回路形成面側を貼り合わせてから、最初のガラ
ス基板を剥離し、もう一方の面に、サブトラクティブ
法、セミアディティブ法やフルアディティブ法で回路パ
ターンを形成し、その後、ガラス基板を剥離する方法が
好ましく用いられる。
板、および補強板上に、紫外線硬化型有機物層、少なく
とも紫外線硬化型有機物層に貼り合わせた面とは反対の
面に配線回路が形成された可撓性フィルムをがこの順に
積層された回路基板用部材は、電子部品接続や可撓性フ
ィルム剥離工程を経て、電子機器の配線板、ICパッケ
ージ用インターポーザー、ウエハレベルプロバー、ウエ
ハレベルバーンインソケット用基板などに好ましく使用
される。回路パターンに抵抗素子や容量素子を入れ込む
ことは、適宜好ましく用いられる。
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。なお、実施例においてヤング率は、JIS R16
02によって求められる値とした。また、剥離力は、以
下の方法で測定した。
剥離力の測定は次の方法で行なった。補強板上に形成し
た再剥離剤層上にポリイミドフイルムを貼り合わせた
後、ポリイミドフイルムを10mm幅に裁断した。TM
I社製「テンシロン」を用いて300mm/分の剥離速
度で10mm幅のポリイミドフイルムを180゜方向に
剥離するときの力を剥離力とした。
意した。フラスコ内を窒素雰囲気に置換し、N,N−ジ
メチルアセトアミド228重量部を入れ、1,1,3,
3−テトラメチル−1,3−ビス(3−アミノプロピ
ル)ジシロキサン19.88重量部を溶解した。次い
で、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物25.76重量部を加え、窒素雰囲気下
で、10℃、1時間撹拌した。続いて50℃で3時間撹
拌しながら反応させ、ポリイミド前駆体ワニスからなる
接着剤を得た。
kg/mm2、厚さ25μm、幅300mmの長尺のポ
リイミドフイルム(”ユーピレックス”宇部興産(株)
製)の片面に該接着剤を連続的に塗布した。次いで、8
0℃で10分間、130℃で10分間、150℃で15
分間乾燥し、250℃で5分間キュアした。キュア後の
接着剤層の膜厚は1μmであった。ポリイミドフイルム
はロット違いのもの5点を用意した。
ホウケイ酸塩ガラスに、ダイコーターで、紫外線硬化型
有機物層として紫外線硬化型アクリル系の粘着剤”SK
ダイン”SW−11A(綜研化学(株)製)と硬化剤L
45(綜研化学(株)製)を50:1で混合したものを
ガラス基板に塗布し、80℃で2分乾燥した。乾燥後の
紫外線硬化型有機物層厚みを20μmとした。次いで、
紫外線硬化型有機物層に、ポリエステルフイルム上に離
型容易なシリコーン樹脂層を設けたフイルムからなる空
気遮断用フイルムを貼り付けて(アルミノホウケイ酸塩
ガラス/紫外線硬化型有機物層/シリコーン樹脂層/ポ
リエステルフイルムの構成)1週間、常温で静置した。
ガラス基板の紫外線硬化型有機物層が形成されている側
にロール式ラミネーターでポリイミドフイルムを貼り付
けた。その後、ガラス基板側から紫外線を1000mJ
/cm2照射し、紫外線硬化型有機物層を硬化させた。
ッケル合金膜と厚さ100nmの銅膜をこの順に、貼り
合わせ面とは反対側の面に設けられた接着剤層上に積層
した。続いて、銅膜上にポジ型フォトレジストをスピン
コーターで塗布して80℃で10分間乾燥した。次に、
フォトレジストをフォトマスクを介して露光後、該フォ
トレジストを現像して、メッキ膜が不要な部分に厚さ1
0μmのレジスト層を形成した。テスト用フォトマスク
パターンは、線幅10μmで、ピッチが500μmの格
子状パターンとした。現像後、120℃で10分間ポス
トベークした。次いで、銅膜を電極として電解メッキを
おこなった。電解メッキ液は、硫酸銅メッキ液とした。
厚さ6μmの銅メッキ膜を形成後、フォトレジストをフ
ォトレジスト剥離液で剥離し、続いて塩化鉄水溶液によ
るソフトエッチングにてレジスト層の下にあった銅膜お
よびクロム−ニッケル合金膜を除去して、格子状パター
ンを得た。
と硬化剤(日本ポリテックス(株)製)を100:43
で混合したものを、格子状パターンが形成されたポリイ
ミドフイルム上の中央部の190mm×190mmの領
域に、テスト用パターンとしてスクリーン印刷で塗布
し、70℃で30分間乾燥した。次に、テスト用のソル
ダーレジスト層に紫外線を600mJ/cm2照射し、
150℃で30分間キュアすることで熱硬化した。
製)にて、交差する金属膜線の中心線が交わる点とし
て、該格子状パターンの交点の位置を測定した。対角方
向に本来約283mm離れた2点(x方向に200m
m、y方向に200mm離れた点)の距離を測定したと
ころ、ロット違いポリイミドフイルム5点ともフォトマ
スクパターンに対して±5μm以内にあり、非常に良好
であった。
2g/cmであった。また、ポリイミドフイルムを剥離
するときの剥離力A(g/cm)と、ポリイミドフイル
ムの厚みの逆数B(μm-1)と、ポリイミドフイルムの
ヤング率の逆数C(mm2/kg)との積A・B・C
(以下、A・B・Cはこれらの積を示す。)は8.60
×10-5であった。回路パターン形成中にポリイミドフ
イルムが紫外線硬化型有機物層から剥離することはなか
った。次に、端部から徐々にポリイミドフイルムをガラ
ス基板から剥離した。ポリイミドフイルムは、紫外線硬
化型有機物層との界面で剥離し、カールすることはなか
った。
ターンを測長機SMIC−800(ソキア(株)製)に
て、交差する金属膜線の中心線が交わる点として、前述
した対角方向に本来約283mm離れた2点の距離を測
定したところ、ロット違いポリイミドフイルム5点とも
フォトマスクパターンに対して±5μm以内にあり、非
常に良好であった。また、基板から剥離したポリイミド
フイルムの平坦性を目視で観察したところ、非常に良好
であった。
ン形成後、すなわち、ソルダーレジスト塗布前に行う工
程順序に変更したこと以外は実施例1と同様の方法でポ
リイミドフイルム上に格子状パターンを得た。
mであった。また、A・B・Cは1.72×10-3であ
った。回路パターン形成中にポリイミドフイルムが紫外
線硬化型有機物層から剥離することはなかった。しか
し、銅膜上にポジ型フォトレジストをスピンコーターで
塗布して80℃で10分間乾燥する工程で、紫外線硬化
型有機物層の一部が発泡すると共にに白く変質した部分
があった。白く変質した部分は、ソルダーレジスト塗布
前に紫外線を照射しても剥離力が低下せずに、ガラス基
板からポリイミドフイルムを剥離する際にポリイミドフ
イルム側に転写し、剥離力が高くなりすぎる原因となっ
た。さらに、発泡した部分は、ガラス基板からポリイミ
ドフイルムを剥離した際に、ポリイミドフイルムに凹凸
として残り、ポリイミドフイルムの平坦性が損なわれ
た。また、ガラス基板から剥離したポリイミドフイルム
は少しカールした。
製)にて、交差する金属膜線の中心線が交わる点として
該格子状金属パターンの交点の位置を測定した。対角方
向に本来約283mm離れた2点(x方向に200m
m、y方向に200mm離れた点)の距離を測定したと
ころ、ウエット工程でポリイミドフイルムをガラス基板
に貼り付けている紫外線硬化型有機物層が硬化していな
いために、該紫外線硬化型有機物層が膨潤して、フォト
マスクパターンに対して基板外側に向かって80μm歪
んだものがあった。200μmピッチ以上の比較的粗い
加工でも問題になるレベルであった。
ン形成後、ここでは、ソルダーレジスト層を形成後に行
う工程順序に変更したこと以外は実施例1と同様の方法
でポリイミドフイルム上に格子状パターンを得た。
ュアする工程で、紫外線硬化型有機物層が白く島状に変
質した。さらに、島状に変質した部分の輪郭に沿って紫
外線硬化型有機物層の層厚みが増し、紫外線硬化型有機
物層に貼り付けたポリイミドフイルムの平坦性が損なわ
れた。また、ソルダーレジストを150℃で30分間キ
ュアした後にガラス基板側から紫外線を照射しても剥離
力は低下せずに、ポリイミドフイルムは、紫外線硬化型
有機物層と完全に密着し、紫外線硬化型有機物層から剥
離することができなかった。
ガラスにダイコーターで、紫外線硬化型有機物層として
紫外線硬化型アクリル系の粘着剤”SKダイン”SW−
22(綜研化学(株)製)と硬化剤L45(綜研化学
(株)製)を50:1で混合したものを塗布し、80℃
で2分乾燥した。乾燥後の粘着剤厚みを2μmとした。
次いで、ポリエステルフィルム上に離型容易なシリコー
ン樹脂層を設けたフィルムからなる空気遮断用フィルム
を、粘着剤層に貼り付けて1週間常温で静置した。
80の合金膜と厚さ100nmの銅膜がスパッタ法にて
積層された厚さ25μmの長尺のポリイミドフィル
ム(”カプトン”100EN、東レデュポン(株)製)
を準備した。
ン樹脂層からなる空気遮断用フィルムをガラスから剥が
しつつ、粘着層が形成されているガラスにロール式ラミ
ネーターで、上記した銅膜が積層されたポリイミドフィ
ルムを、ポリイミドフィルム側がガラス面になるように
貼り付けた。ロール式ラミネーターは、ガラス基板側を
ゴムロール、ポリイミドフィルム側を金属ロールとし、
二つのロール間には、被ラミネート物が通過していない
時でも、ガラス基板の厚みに応じたオフセットを設け
た。ガラスにラミネートされたポリイミドフィルムは、
ガラス終端に合わせてカットした。
をスピンコーターで塗布して80℃で10分間乾燥し
た。紫外線硬化型有機物層に発泡等の劣化は発生しなか
った。続いて、フォトレジストをフォトマスクを介して
露光、現像して、メッキ膜が不要な部分に厚さ10μm
のフォトレジストを形成した。テスト用フォトマスクパ
ターンは、50μmピッチで400個の接続パッド(幅
20μm、長さ200μm)を1.5mmの間隔で2列
並行に設けたものを1ユニットとして、これを300m
m角の基板上に40mmピッチで7行×7列に均等配置
したものとした。測長用として、基板の中心から対角方
向に約141mm離して配置した4点(辺に平行方向に
は互いに200mmずつ離して配置)にマーカーをテス
ト用フォトマスクに設けた。
層を電解めっきで形成した。電解めっき液は、硫酸銅め
っき液とした。その後、フォトレジストをフォトレジス
ト剥離液で剥離し、続いて、過酸化水素−硫酸系水溶液
によるソフトエッチングにて、レジスト層の下にあった
銅膜およびクロム−ニッケル合金膜を除去した。引き続
き、銅めっき膜上に、無電解めっきで厚さ0.4μmの
錫層を形成し、回路パターンを得た。ソルダーレジスト
層としてCCR−232GF(アサヒ化学研究所(株)
製)を用い、スクリーン印刷によって、接続パッドを形
成した部分を除いて塗布し、130℃で10分間キュア
した。紫外線硬化型有機物層に発泡等の劣化は発生しな
かった。また、回路パターン作製中にポリイミドフィル
ムが剥離してくることはなかった。
製)にて、上述した測長用に設けた対角方向に本来約2
83mm離れた2点(x方向に200mm、y方向に2
00mm離れた点)の距離を測定したところ、フォトマ
スクパターンに対して±2μm以内にあり、位置精度は
非常に良好に保持されていた。
cm2照射し、紫外線硬化型有機物層を硬化させた。
バンプを1.5mm間隔を置いて2列配置したモデルI
Cチップを、チップ側から300℃に加熱しつつ、フリ
ップチップボンダーを用いて、回路パターン上の接続パ
ッドと金属接合した。1バンプあたりの圧力を30gと
し、接合時間を3秒とした。モデルICチップのバンプ
と回路基板上の接続パッドの位置合わせは良好であっ
た。接続部の断面を切り出し、電子顕微鏡で観察したと
ころ、バンプの沈み込みは3μmであり、配線回路の信
頼性に全く問題ない範囲であった。次いで、ポリイミド
フィルムの一端を真空吸着し、端部から徐々にガラス基
板から剥離した。
ターンとソルダーレジストを設けた。モデルICチップ
の接合前に、紫外線を照射して紫外線硬化型有機物層を
硬化させなかったこと以外は、実施例1と同様にして、
モデルICチップを回路パターンに接合した。モデルI
Cチップのバンプと回路基板上の接続パッドの位置合わ
せは良好であったが、接続部の断面を切り出し、電子顕
微鏡で観察したところ、紫外線硬化型有機物層の膨張ま
たは気体発生による膨れのために、バンプの沈み込みは
7μmあり、配線回路の信頼性に注意が必要であった。
る前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射すること
で、紫外線硬化型有機物層の耐熱性と耐薬品性を向上さ
せ、加工工程での熱処理プロセス、湿式プロセスによる
膨張と収縮、あるいは引っ張りや捻れなどの外力による
可撓性フイルムの変形を抑制して、より設計値に近い微
細加工を可能とし、少なくとも片面に特に高精度な回路
パターンを形成した回路基板を製造することができる。
特に、ICなどの電子部品を接続する際の電極パッドと
回路基板パターンとの位置合わせ精度に係わる位置精度
の改善に効果が大きい。
電子部品接続前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射
することで、電子部品接合時の高温高圧での回路基板の
変形を小さくし、配線回路の信頼性を確保することがで
きる。
Claims (5)
- 【請求項1】可撓性フィルムの片面に補強板を紫外線硬
化型有機物層を介して貼り合わせ、次いで、該可撓性フ
ィルムの他の面に回路パターンを形成してから、回路パ
ターン付き可撓性フィルムを補強板から剥離する回路基
板の製造方法において、該回路パターンを形成する工程
の前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射することを
特徴とする回路基板の製造方法。 - 【請求項2】回路パターンを形成する工程がウエット工
程を有し、該ウエット工程前に紫外線硬化型有機物層に
紫外線を照射することを特徴とする請求項1に記載の回
路基板の製造方法。 - 【請求項3】回路パターンを形成する工程が加熱工程を
有し、該加熱工程前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を
照射することを特徴とする請求項1に記載の回路基板の
製造方法。 - 【請求項4】可撓性フィルムの片面に補強板を紫外線硬
化型有機物層を介して貼り合わせ、次いで、該可撓性フ
ィルムの他の面に回路パターンを形成し、さらに、該回
路パターン上に電子部品を接合してから、電子部品と回
路パターンの付いた可撓性フィルムを補強板から剥離す
る回路基板の製造方法において、該回路パターン上に電
子部品を接合する工程の前に紫外線硬化型有機物層に紫
外線を照射することを特徴とする回路基板の製造方法。 - 【請求項5】補強板上に、紫外線硬化型有機物層、少な
くとも該紫外線硬化型有機物層と貼り合わされた面とは
反対側の面に回路パターンが形成された可撓性フィルム
が、この順に積層されたことを特徴とする回路基板用部
材。
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| JP2003021548A JP4314834B2 (ja) | 2002-02-01 | 2003-01-30 | 回路基板の製造方法および回路基板用部材 |
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| JP2002-25329 | 2002-02-01 | ||
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| WO2018037816A1 (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | デクセリアルズ株式会社 | 含水吸水性シートの製造方法 |
| CN113422151A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-21 | 东莞新能德科技有限公司 | 电池的制造方法、电池及用电设备 |
-
2003
- 2003-01-30 JP JP2003021548A patent/JP4314834B2/ja not_active Expired - Fee Related
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