JP4006971B2

JP4006971B2 - 回路基板の製造方法

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Publication number: JP4006971B2
Application number: JP2001320391A
Authority: JP
Inventors: 孝義赤松; 昌宏小國; 太奥山
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2021-10-18
Also published as: JP2003124606A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度な回路パターンを有するとともに生産性に優れた可撓性フィルムを用いた回路基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロニクス製品の軽量化、小型化に伴い、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。中でも可撓性フィルム基板は、曲げることができるため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。液晶ディスプレイパネルへのＩＣ接続に用いられるＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）技術は、比較的細幅の長尺ポリイミドフィルム基板を加工することで樹脂基板としては最高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、いわゆる累積精度は、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に対応することが厳しくなってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記累積精度の点において、特に可撓性フ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、これらのプロセスの間に膨張、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（フレキシブルプリント基板）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要している。
【０００４】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、さらに両面に回路パターンを設けた高精細な可撓性フィルム回路基板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するために、本発明は以下の構成からなる。すなわち、可撓性フィルムの少なくとも一方の面に厚さ５μｍ以上の金属層を形成し、次いで、該金属層の形成された面のうち一面の金属層をパターニングした後、該パターニングされた金属層形成面側の一表面に補強板を剥離可能な有機物層を介して貼り合わせ、次いで補強板が貼り合わされていない面に回路パターンを形成してから、該可撓性フィルムを該補強板から剥離することを特徴とする回路基板の製造方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の代表的な態様は、可撓性フィルムの少なくとも一方の面に厚さ５μｍ以上の金属層を形成した後、露出した該金属層の一表面に補強板を剥離可能な有機物層を介して貼り合わせ、次いで、補強板が貼り合わされていない面に回路パターンを形成してから、可撓性フィルムを補強板から剥離することを特徴とする回路基板の製造方法である。
【０００７】
本発明において、可撓性フィルムは、プラスチックフィルムであって、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ィルムを採用することができる。中でもポリイミドフィルムは、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。
【０００８】
上記ガラス繊維補強樹脂板の樹脂としては、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。
【０００９】
可撓性フィルムの厚さは、電子機器の軽量化、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、１２．５μｍから１２５μｍの範囲が好ましい。
【００１０】
本発明において補強板として用いられる基板は、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどの無機ガラス類、インバー合金、チタンなどの金属やガラス繊維補強樹脂板などが採用できる。ここで補強板として使われるガラス繊維補強樹脂板は、前記の可撓性フィルムとして使われるガラス繊維補強樹脂板よりも厚くて固いものである。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、あるいは接触によりパーティクルを発生しにくい点で無機ガラス類が好ましい。中でもアルミノホウケイ酸ガラスに代表される無アルカリガラスは、高弾性率でかつ熱膨張係数が小さいため特に好ましい。
【００１１】
また、剥離可能な有機物層が紫外線照射で接着力、粘着力が減少するタイプのものである場合は、紫外線を通す基板であることが好ましい。本発明の製造方法の一例として、可撓性フィルム上に形成した金属層の表面（第１の面）を剥離可能な有機物層を介して第１の補強板に貼り合わせて、貼り合わせ面とは反対側の第２の面に回路パターンを形成した後、第２の面の回路パターン上に剥離可能な有機物層を介して第２の補強板を貼り合わせてから、第１の補強板を剥離し、可撓性フィルムの第１の面上に既に形成されている金属層を基にして回路パターンを形成し、更に第２の補強板を剥離する方法が挙げられる。この方法によると可撓性フィルムの両面に特に高精度な回路パターンを作製することができる。このようにプロセス中にフィルム両面に補強板が貼り合わせられた構成をとり、片側の補強板だけを剥離したいときには剥離可能な有機物層が紫外線照射で接着力、粘着力が減少するタイプであり、かつ補強板が紫外線を通す基板であることが好ましい。
【００１２】
金属やガラス繊維補強樹脂を補強板に採用する場合は、長尺連続体での製造もできるが、累積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。
【００１３】
補強板に用いられるガラス基板は、ヤング率が小さかったり、厚みが小さいと可撓性フィルムの膨張・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・脱着で可撓性フィ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。
【００１４】
この点から、枚葉補強板であ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以下が更に好ましく、２４００ｋｇ・ｍｍ以上１１００００ｋｇ・ｍｍ以下の範囲が最も好ましい。
【００１５】
補強板に金属基板を用いる場合、金属基板のヤング率が小さかったり、厚みが小さいと可撓性フィルムの膨張・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できなくなったり、金属基板の反りやねじれ分、可撓性フィルムが変形することにより、位置精度の確保が難しくなる。また、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。
【００１６】
この点から、枚葉補強板である金属基板のヤング率（ｋｇ／ｍｍ²）と厚さ（ｍｍ）の３乗の積が、２ｋｇ・ｍｍ以上１６２５６０ｋｇ・ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。金属基板のヤング率（ｋｇ／ｍｍ²）と厚さ（ｍｍ）の３乗の積が、１０ｋｇ・ｍｍ以上３００００ｋｇ・ｍｍ以下であることが更に好ましく、１５ｋｇ・ｍｍ以上２０５００ｋｇ・ｍｍ以下の範囲であることが最も好ましい。
【００１７】
本発明に用いられる剥離可能な有機物層は接着剤または粘着剤からなり、可撓性フィルムを該有機物層を介して補強板に貼り付けて加工後、可撓性フィルムを剥離しうるものであれば特に限定されない。このような接着剤または粘着剤としては、アクリル系またはウレタン系の再剥離粘着剤と呼ばれる粘着剤を挙げることができる。可撓性フィ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、可撓性フィルム基板に歪みを生じさせないために、弱粘着から中粘着と呼ばれる領域の粘着力のものが好ましい。
【００１８】
シリコーン樹脂膜は離型剤として用いられることがあるが、タック性があるものは本発明において剥離可能な有機物層として使用することができる。その他、タック性があるエポキシ系樹脂膜を剥離可能な有機物層として使用することも可能である。
【００１９】
好ましい粘着力を数値で表現すると、基材をポリエステルフィルムとし、２５μｍ厚みに粘着剤を積層した粘着テープをステンレス板に貼り付けて剥離する際の１８０°方向ピール強度が、１ｇ／２５ｍｍから５００ｇ／２５ｍｍの範囲にあるものである。中でも弱粘着と呼ばれる２ｇ／２５ｍｍから２００ｇ／２５ｍｍの範囲が特に好ましい。
【００２０】
その他、低温領域で接着力、粘着力が減少するもの、紫外線照射で接着力、粘着力が減少するものや加熱処理で接着力、粘着力が減少するものも好適に用いられる。これらの中でも紫外線照射によるものは、接着力、粘着力の変化が大きく好ましい。紫外線照射で接着力、粘着力が減少するものの例としては、２液架橋型のアクリル系粘着剤が挙げられる。また、低温領域で接着力、粘着力が減少するものの例としては、結晶状態と非結晶状態間を可逆的に変化するアクリル系粘着剤が挙げられる。
【００２１】
本発明において可撓性フィルムには、補強板との貼り付けに先立って、少なくとも一方の面に厚さが５μｍ以上の金属層が形成され、かつ該金属層形成面側が補強板と貼り合わせられることが重要である。本発明は、補強板に可撓性フィルムを固定することで寸法精度を確保するが、さらに該可撓性フィルムの少なくとも一方の面に厚さが５μｍ以上の金属層を形成しておくことによって、該可撓性フィルムを補強板に貼り合わせる際の張力による該可撓性フィルムの変形を抑制することができる。また、補強板に固定した後の可撓性フィルムの吸湿膨張や乾燥収縮の抑制の助けにもなる。該金属層の厚さは、８μｍ以上であることがさらに好ましく、１０μｍ以上であることが最も好ましい。一方、該金属層が厚すぎると、微細な配線形成が難しくなるほか、該金属層の内部応力や金属箔を貼り合わせる接着剤層の内部応力増大で可撓性フィルムが変形する恐れがあるので、１８μｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
補強板との貼り付けに先だって形成される金属層は、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ィ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ィルムを作り、これを利用することもできる。
【００２３】
該金属層は、補強板に貼り合わせる前にパーニングして配線回路を形成する。配線回路形成後に補強板と貼り合わせる場合、配線およびダミーパターンとして残存する金属層の面積が５０％以上であることが好ましい。また、ベタの金属層を形成することなく、フルアディティブ法で直接配線回路を形成したり、薄い金属層を下地層としてセミアディティブ法で配線回路形成しても良い。この場合も配線およびダミーパターンである金属層の面積が５０％以上であることが、可撓性フィルムの変形抑制のために好ましい。金属層の面積は６０％以上であることがさらに好ましい。
【００２４】
補強板に貼り合わせる前に配線回路を形成する場合、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非常に有効である。位置合わせマークは、透明な補強板を通して読みとっても良いし、可撓性フィルムを通して読みとっても良いが、可撓性フィルムの貼り合わせ面とは反対側に金属層が形成されている場合は、該金属層のパターンによらず読み取りができることから補強板側からの読み取りが好ましい。この位置合わせマークは、該可撓性フィ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。該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。
【００２５】
補強板に貼り付けた後に、可撓性フィ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ィ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。一方、補強板との貼り付け面に形成されるパターンは、主にプリント配線板などへの入出力端子およびその周辺の配線や電源と接地電位配線の役割を持たせるものであり、補強板への貼り付け面とは反対面に形成されるパターンほどの高精細を要求されない場合がある。本発明によれば、このような、片面に特に高精細なパターンを形成した両面配線を提供することも容易である。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の動作を安定化させること、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あり、ＬＳＩが高速化し、また、多機能化による多ピン化が進むと非常に重要になる。
【００２６】
さらに本発明では、可撓性フィルムの両面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ィルムの第２の面とを剥離可能な有機物層を介して貼り合わせて、可撓性フィルムの第１の面に回路パターンを形成してから、該第１の面と第２の補強板とを剥離可能な有機物層を介して貼り合わせた後、該可撓性フィルムを第１の補強板から剥離し、次いで該可撓性フィルムの第２の面に回路パターンを形成してから、該可撓性フィルムを第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。
【００２７】
本発明の回路基板の製造方法の一例を以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
厚さ０．７ｍｍのアルミノホウケイ酸ガ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、スクリーン印刷などで、弱粘着性再剥離剤を塗布する。間欠的に送られてくる枚葉基板に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。再剥離剤塗布後、加熱乾燥や真空乾燥などにより乾燥し、厚みが２０μｍの再剥離剤層を得る。塗布した再剥離剤層にポリエステルフィルム上にシリコーン樹脂層を設けた離型フィルムからなる空気遮断用フィルムを貼り付けて１週間熟成させる。空気遮断用フィ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。弱粘着性再剥離剤を長尺フィルム基体に塗布、乾燥後、枚葉基板に転写することも可能である。
【００２９】
厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを準備し、片面に金属層を形成する。ポリイミドフィルムの片面に金属層を形成する方法としては、銅箔などの金属箔を接着剤層で貼り付けることができる他、スパッタやメッキ、あるいはこれらの組合せでを採用することができる。このとき、５μｍ以上の厚さに金属層を形成することが重要である。
【００３０】
このようにして、該ポリイミドフィルムにベタの金属層が形成されている場合には、ガラス基板への貼り合わせ前、フォトレジストとエッチング液を使ったサブトラクティブ法で回路パターンを形成することができる。サブトラクティブ法は、製造プロセスが短く、低コストである点で好適に採用できる。
【００３１】
該ポリイミドフィルムの貼り合わせ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。このとき、回路配線およびダミーパターンとして残る金属層の面積が５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがさらに好ましい。
【００３２】
フルアディティブ法は、以下のよ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、必要に応じて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、該ポリイミドフィルムを浸漬し、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。
【００３３】
セミアディティブ法は、以下のよ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し、下地層を形成する。該下地層の厚みは１ｎｍから１０００ｎｍの範囲である。該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、金属層の接着力向上やピンホール欠陥防止に効果がある。該下地層形成に先立ち、ポリイミドフィ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許される。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。ただし、最初に補強板に貼り付ける面については、補強板に貼り付ける工程に先立つ金属層形成よりも前に、これらの処理や塗布を実施する。ガラス基板貼り付け前に長尺のポリイミドフィ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、回路パターンを得る。
【００３４】
上記ガラス基板上の空気遮断用フィルムを剥がして、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ィルムをガラス基板に貼り付ける。貼り合わせに際しては、該ポリイミドフィ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出しながら、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を使用することができる。
【００３５】
ポリイミドフィルムを貼り合わせた後、上述のサブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディ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。特に高精細な回路パターンを得るためには、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。
【００３６】
さらに、ポリイミドフィルムに接続孔を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。
【００３７】
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、ポリイミドフィ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。ポリイミドフィルムのケミカルエッチング液としては、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。両面に高精度な回路パターンを形成し、かつこれらの間の接続孔を設けることで、配線設計上の自由度が大幅に向上する。例えば、高精細回路ができることを利用して、信号線の両脇に接地配線と電源配線を配置することと、かつもう一方の面から比較的広幅の電源配線をＬＳＩチップの接地レベル入力電極の近くまで配置し、接続孔を介してＬＳＩチップに供給することで大幅に信号波形の歪みを低減することが容易になる。
【００３８】
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５０μｍから８００μｍが好ましい。
【００３９】
特に、可撓性フィルムのガラス基板と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。
【００４０】
次に回路パターンが形成されたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離する。該回路パターンへ電子部品を搭載する装置などで取り扱い易いように、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ィルムを切り分けておくことが好ましい。また、個片または個片の集合体のように小さくしておくとポリイミドフィルムに応力が残りにくく好ましい。
【００４１】
さらに、電子部品との接続の位置精度を保つために、ポリイミドフィルム上の回路パターンへ電子部品を接続後に該フィルムをガラス基板から剥離することが好ましい。電子部品との接続方法としては、ハンダ接続、異方性導電フィルムによる接続、金属共晶による接続、等方性非導電接着剤による接続、ワイヤーボンディング接続などが採用できる。
【００４３】
上述の例は、可撓性フィルムの一方の面の回路パターン形成は、他方の面がガラス基板を貼り合わせていない状態で行なったが、可撓性フィルムの両面に特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望ましい。この場合は、まず、可撓性フィルムの後から加工される面をガラス基板に貼り合わせて、反対面を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、次いで別のガラス基板に該回路形成面側を貼り合わせてから、最初に貼り合わせたガラス基板を剥離し、可撓性フィルムの補強板を剥離した側の面に、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する。その後、後から貼りつけたガラス基板を剥離する。
【００４４】
該可撓性フィルムの両面にガラス基板が貼り付けられた状態から、片側だけのガラス基板を剥がすプロセスにおいては、剥離可能な有機物層が紫外線照射で接着力、粘着力が減少するタイプであり、かつ可撓性フィルムが紫外線を遮断する性能を持つか可撓性フィルム上にベタの金属層があり、この金属層が紫外線を遮断することが好ましい。
【００４５】
本発明の回路基板の製造方法によって得られる回路基板は、電子機器の配線板、ＩＣパッケージ用インターポーザー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許される。
【００４６】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお本発明においてヤング率は、ＪＩＳＲ１６０２によって求められる値とする。
【００４７】
参考例１
金属層接着力向上のための接着剤を以下のようにして用意した。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２２８ｇ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１９．８８ｇ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２５．７６ｇ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。
【００４８】
コンマコーターを用いて、厚さ２５μｍ、幅３００ｍｍの長尺のポリイミドフィルム（”ユーピレックス”宇部興産（株）製）の両面に該接着剤を連続的に塗布した。次いで、８０℃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。ポリイミドフィルムはロット違いのもの５点を用意した。
【００４９】
次いでスパッタ法にて厚さ５０ｎｍのクロム−ニッケル合金膜と厚さ１００ｎｍの銅膜をこの順に該接着剤層上に積層した。合金膜を設けたのは、ポリイミドフィルムの補強板との貼り合わせ面側である。該合金膜を電極として、硫酸銅液中で電解メッキをおこない、厚さ８μｍの銅メッキ膜を形成した。
【００５０】
厚さ０．７ｍｍ、３００ｍｍ角のアルミノホウケイ酸ガラスにダイコーターで、弱粘着性再剥離剤”ＳＫダイン”１４９１と硬化剤Ｌ４５（綜研化学（株）製）を７５：１で混合したものを塗布し、９０℃で２分乾燥した。乾燥後の再剥離剤厚みを２０μｍとした。次いで再剥離剤層に、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貼り付けて（アルミノホウケイ酸ガラス／再剥離剤層／シリコーン樹脂層／ポリエステルフィルムの構成）１週間おいた。該ガラス基板のヤング率は、７１４０ｋｇ／ｍｍ²であり、ヤング率（ｋｇ／ｍｍ²）と厚さ（ｍｍ）の３乗の積は、２４４９ｋｇ・ｍｍであった。
【００５１】
上記ポリエステルフィルムとシリコーン樹脂層からなる空気遮断用フィルムを剥がしつつ、再剥離剤層が形成されているガラスにロール式ラミネーターで、銅メッキ膜を形成したポリイミドフィルムを、銅メッキ膜面がガラス基板と対向するように貼り付けた。このときポリイミドフィルムに与える張力は、５００ｇとした。
【００５２】
次いで、炭酸ガスレーザーを用いて、直径１００μｍの接続孔を１０ｍｍピッチで格子状に配置して形成した。該接続孔は、ポリイミドフィルムのガラス基板貼り付け面の反対面から形成され、貼り付け面側の銅メッキ膜に到達している。
【００５３】
スパッタにて厚さ５０ｎｍのクロム−ニ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。該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。基板該フォトレジストをフォトマスクを介して露光した。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１０μｍ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１０ｍｍピッチのレーザーで孔開けした部分には直径３００μｍの円形を繰り返して配置したパターンを白黒反転したパターンとした。すなわち、格子状のメッキパターンと１０ｍｍピッチの円形パターンが得られる。現像後、１２０℃で１０分間ポストベークした。次いで該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金属層を除去して、金属層パターンを得た。ガラス基板との貼り合わせ面の銅メッキ膜のパターニング工程で、該金属層パターンがエッチングされないようにドライフィルムレジストをラミネートした。
【００５４】
ドライフィルムレジストがラミネートされたポリイミドフィルムを真空吸着し、端部から徐々にガラス基板から剥離した。
【００５５】
ガラス基板との貼り合わせ面の銅メッキ膜上にドライフィルムレジストをラミネートし、該ドライフィルム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、ドライフィルムレジストパターンを形成した。塩化鉄の銅エッチング液にドライフィルムレジストパターンが形成されたポリイミドフィルムを浸漬し、銅膜をパターニングすると同時に銅膜下のクロム−ニッケル合金膜もパターニングした。最後に、両面のドライフィルムレジストを剥離剤で剥離した。
【００６１】
実施例１
参考例１と同様にして、ポリイミドフィルムの片面に厚さ８μｍの銅メッキ膜を形成した。ガラス基板に貼りつける前に、該銅メッキ膜をドライフィルムレジストとエッチング液を用いたサブトラクティブ法にてパターニングした。銅メッキ膜の残存面積率は５０％とした。
【００６２】
参考例１と同様にして作製した弱粘着性再剥離剤付きガラス基板にロール式ラミネーターで、銅メッキ膜を形成したポリイミドフィルムを、銅メッキ膜面がガラス面と対向するように貼り付けた。
【００６３】
次いで、炭酸ガスレーザーを用いて、直径１００μｍの接続孔を１０ｍｍピッチで格子状に配置して形成した。該接続孔は、ポリイミドフィルムのガラス基板貼りつけ面の反対側から形成され、貼り付け面側の銅メッキ膜に到達している。
【００６４】
参考例１と同様にして、貼り合わせ面とは反対側の面にセミアディティブ法で厚さ６μｍの銅メッキ膜による配線パターンを得た。
【００６５】
ポリイミドフィルムを真空吸着し、端部から徐々にガラス基板から剥離した。
【００６６】
測長機ＳＮＩＣ−８００（ソキア（株）製）にて、交差する金属層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２００ｍｍ、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ィルム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。
【００６７】
実施例２
ガラス基板貼り合わせ面に形成する銅メッキ膜の残存面積率を２５％としたこと以外は、実施例１と同様にして両面配線基板を得た。
【００６８】
測長機ＳＮＩＣ−８００（ソキア（株）製）にて、交差する金属層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２００ｍｍ、ｙ方向に２００ｍｍ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２５μｍ収縮したものがあり、実施例１よりは劣るものの、目的とする高精細パターンは得られた。
【００６９】
比較例１
参考例１と同様にして厚さ２５μｍ、幅３００ｍｍのポリイミドフィルムに接着剤を塗布、乾燥、キュアした。ガラス基板に該ポリイミドフィルムを貼り付ける代わりに、銅メッキ膜の保護としてドライフィルムレジストを貼り合わせたこと以外は、参考例１と同様にして、３００ｍｍ角のポリイミドフィルムの両面に対して、回路パターンを形成した。
【００７０】
測長機ＳＮＩＣ−８００（ソキア（株）製）にて、交差する金属層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２００ｍｍ、ｙ方向に２００ｍｍ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基板外側に向かって１１０μｍ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。
【００７１】
比較例２
ポリイミドフィルムをガラス基板へ貼り合わせる前に形成する銅メッキ膜の厚さを３μｍとしたこと以外は、参考例１と同様にして両面配線基板を作製した。再剥離剤層が形成されているガラスにロール式ラミネーターで、銅メッキ膜を形成したポリイミドフィルムを貼り付ける際にフィルムに与えた５００ｇの張力によりポリイミドフィルムが引き延ばされた状態でガラスに貼り合わせられ、ガラス基板からポリイミドフィルムを剥離すると、ポリイミドフィルムに加わっていた応力が開放され、元の状態に向かって縮む。
【００７２】
測長機ＳＮＩＣ−８００（ソキア（株）製）にて、交差する金属層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２００ｍｍ、ｙ方向に２００ｍｍ離れた点）の距離を測定したところ、ガラスに貼り合わされた状態で露光されたフォトマスクパターンに対して基板内側に向かって５０μｍ縮小したものがあり、不良であった。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の回路基板の製造方法によると、可撓性フィルムの少なくとも一方の面に厚さ５μｍ以上の金属層を形成した後、露出した該金属層の少なくとも一つの表面に補強板を剥離可能な有機物層を介して貼り合わせ、次いで、一方の面に回路パターンを形成した後、可撓性フィルムを補強板から剥離するので、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変形を抑制して、より設計値に近い微細加工を可能とする。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累積精度の改善に効果が大きい。

Claims

可撓性フィルムの少なくとも一方の面に厚さ５μｍ以上の金属層を形成し、次いで、該金属層の形成された面のうち一面の金属層をパターニングした後、該パターニングされた金属層形成面側の一表面に補強板を剥離可能な有機物層を介して貼り合わせ、次いで補強板が貼り合わされていない面に回路パターンを形成してから、該可撓性フィルムを該補強板から剥離することを特徴とする回路基板の製造方法。
可撓性フィルムの補強板との貼り合わせ面の反対面から接続孔を形成する工程を更に含む請求項１記載の回路基板の製造方法。
補強板のヤング率（ｋｇ／ｍｍ^２）と厚さ（ｍｍ）の３乗の積が、２ｋｇ・ｍｍ以上８６００００ｋｇ・ｍｍ以下の範囲のものである請求項１記載の回路基板の製造方法。
補強板がガラスである請求項１記載の回路基板の製造方法。
パターニングされ、補強板と貼り合わせられた面の金属層の残存面積率が５０％以上であることを特徴とする請求項１記載の回路基板の製造方法。