(57)【要約】  【課題】可撓性フィルムを有機物層を介して補強板に貼り合わせ、寸法精度を維持することで高精度な回路パターンを形成する回路基板または回路基板用部材であって、ＩＣのバンプ高さを現状より低くして微細なバンプピッチのＩＣ接続可能な回路基板または回路基板用部材を提供する。  【解決手段】補強板、有機物層、可撓性フィルム、金属層がこの順に積層された回路基板用部材であって、金属層を３０μｍピッチ以下のパターンに形成し、得られた配線パターンの金属表面に高さが１μｍ以上５０μｍ以下の突起部を設けた回路基板用部材。【選択図】  図２
2006013030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強板、有機物層、可撓性フィルム、金属層がこの順に積層された回路基板用部材であって、金属層を３０μｍピッチ以下のパターンに形成し、得られた配線パターンの金属表面に高さが１μｍ以上５０μｍ以下の突起部を設けた回路基板用部材。
【請求項２】
絶縁層と導体配線層が交互に複数積層され、各導体配線層が絶縁層を厚さ方向に横切ってスルーホールもしくはビアにより電気的に接続され、最表層に導体配線層が露出している多層回路基板を、有機物層を介して補強板に積層された回路基板用部材であって、多層回路基板の配線パターン表面に突起部が設けられている請求項１記載の回路基板用部材。
【請求項３】
請求項１または２記載の回路基板用部材の補強板を剥離し、得られるフレキシブル回路基板。
【請求項４】
補強板、有機物層、可撓性フィルム、金属層がこの順に積層された回路基板用部材の製造方法であって、
（１）可撓性フィルムの表面に第１金属層を形成する工程と、
（２）可撓性フィルムを有機物層を介して補強板に貼り合わせる工程と、
（３）第１金属層の表面に金属配線パターン用の第１のめっきレジスト膜（第１めっきレジスト膜）を設け、電解めっきによって第２金属層のパターンを形成する工程と、
（４）第１めっきレジスト膜及び第２金属層の上にめっきにより形成する突起部用の第２めっきレジスト膜（第２めっきレジスト膜）を設け、電解めっきによって突起部を第３金属層で形成する工程と、
（５）第１及び第２めっきレジスト膜を剥離した後、エッチング液によって露出した第１金属層を除去する工程を有することを特徴とする請求項１または２記載の回路基板用部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精度な回路パターンを形成し得る生産性に優れた回路基板材と回路基板用部材およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクス製品の軽量化と小型化に伴い、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。中でもプリント回路基板に用いられる可撓性フィルムは、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。しかしながら、液晶ディスプレイパネルへのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）接続に用いられるＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術は、比較的狭幅の長尺ポリイミドフィルムを加工することで樹脂回路基板としては高精細なパターンを得ることができる。しかしながら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回路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プリント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。
【０００３】
上記位置精度の点において、特に可撓性フィルム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、および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、回路基板上の回路パターンの位置ずれを引き起こす。また、プロセス内でアライメントを用いた工程が複数ある場合、可撓性フィルムの膨張と収縮の繰り返しが、形成されるパターン間でアライメントの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  Ｃｉｒｃｕｉｔ）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より薄い可撓性フィルムを使う場合は特に注意を必要とする。
【０００４】
一方、可撓性フィルムを有機物層を介して補強板に貼り合わせ、寸法精度を維持することで非常に微細な回路パターンを形成し、その後、可撓性フィルムを補強板から剥離して回路基板を得る方法がある（特許文献１参照）。
【０００５】
また、ＩＣと回路基板を接続する場合、ＩＣと回路基板の熱膨張係数の差を緩和する、あるいはＩＣと基板が接続する電極以外でショートしないという２つの点から、高さが十分にとられたバンプと呼ばれる金属製の突起がＩＣの接続端子として形成されている。多くの場合、バンプには位置精度が求められるため、バンプはもともと位置精度の良いＩＣ側に形成される（特許文献２参照）。また、位置精度があまり要求されない場合は回路基板側にハンダめっきをマスクとしたサブトラクティブ法を用いて金属柱を形成する方法もある（特許文献３参照）。
【特許文献１】国際公開第０３／００９６５７号パンフレット
【特許文献２】特開平１１−３３００７２号公報（第１−１７頁）
【特許文献３】特開２０００−３１５７０６号公報（第１−６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
可撓性フィルムを有機物層を介して補強板に貼り合わせて微細な回路パターンを形成し、可撓性フィルムを補強板から剥離して回路基板を得る技術では、回路基板の微細配線が位置精度よく形成できるようになるが、ＩＣ側の接続端子の微細化が困難となっている。通常ＩＣと回路基板を接続する場合は、ＩＣと基板が接続する電極以外でショートしないようにバンプ高さが十分に必要である。バンプはめっき加工にて形成されるが、無電解めっきを用いるめっき加工では金属結晶が高さ方向と横方向に等しく成長し、高さを確保しようとすると底辺も広がってしまい、ＩＣ電極の幅の微細化が課題となっている。また、電解めっきを用いるセミアディティブ法でＩＣバンプ高さを確保しつつピッチを狭くしていくことは、ＩＣバンプ断面形状を高アスペクト比にしていくことになり、高アスペクト比な断面形状を有するめっきレジストを形成する上で技術的に難しく、またコスト高につながる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成からなる。
（１）補強板、有機物層、可撓性フィルム、金属層がこの順に積層された回路基板用部材であって、金属層を３０μｍピッチ以下のパターンに形成し、得られた配線パターンの金属表面に高さが１μｍ以上５０μｍ以下の突起部を設けた回路基板用部材。
（２）絶縁層と導体配線層が交互に複数積層され、各導体配線層が絶縁層を厚さ方向に横切ってスルーホールもしくはビアにより電気的に接続され、最表層に導体配線層が露出している多層回路基板を、有機物層を介して補強板に積層された回路基板用部材であって、多層回路基板の配線パターン表面に突起部が設けられている前記（１）記載の回路基板用部材。
（３）前記（１）または（２）記載の回路基板用部材の補強板を剥離し、得られるフレキシブル回路基板。
（４）補強板、有機物層、可撓性フィルム、金属層がこの順に積層された回路基板用部材の製造方法であって
［１］可撓性フィルムの表面に第１金属層を形成する工程と、
［２］可撓性フィルムを有機物層を介して補強板に貼り合わせる工程と、
［３］第１金属層の表面に金属配線パターン用の第１のめっきレジスト膜（第１めっきレジスト膜）を設け、電解めっきによって第２金属層のパターンを形成する工程と、
［４］第１めっきレジスト膜及び第２金属層の上にめっきにより形成する突起部用の第２めっきレジスト膜（第２めっきレジスト膜）を設け、電解めっきによって突起部を第３金属層で形成する工程と、
［５］第１及び第２めっきレジスト膜を剥離した後、エッチング液によって露出した第１金属層を除去する工程を有することを特徴とする前記（１）または（２）記載の回路基板用部材の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基板とＩＣの距離を変更することなくＩＣのバンプを低くすることができる。また微細なバンプピッチのＩＣのバンプ形成が安易となり、微細ピッチＩＣ接続が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のフレキシブル回路基板および回路基板用部材は、剥離可能な有機物を介して補強板に固定して金属からなる回路パターンおよび回路パターン表面上の突起部が形成される。
【００１０】
本発明において用いられる補強板は、ソーダライムガラス、ホウケイ酸系ガラス、石英ガラスなどのガラス板、インバー合金、ステンレススチール、チタンなどの金属板、アルミナ、ジルコニアおよび窒化シリコンなどのセラミックス板やガラス繊維補強樹脂板などが挙げられる。これらは、いずれも熱膨張係数や吸湿膨張係数が小さい点で好ましい。また回路パターン製造工程の耐熱性と耐薬品性に優れている点、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、および塑性変形しにくい点でガラス板が好ましい。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からなるガラス板は、高弾性率でかつ熱膨張係数が小さいため、特に好ましく用いられる。
【００１１】
金属板やガラス繊維補強樹脂板を補強板に採用する場合は、長尺連続体の製造もできるが、位置精度を確保しやすい点で、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。
【００１２】
補強板に用いられるガラス板は、ヤング率が小さかったり厚さが小さいと、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。これらの点から、ガラス板の厚さは、０．３ｍｍから１．１ｍｍの範囲が好ましい。
【００１３】
補強板に金属板を用いる場合、金属板のヤング率が小さかったり厚さが薄いと、可撓性フィルムの膨張力や収縮力で金属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、金属板の反りやねじれの分、可撓性フィ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、金属板に折れがあると、その時点で不良品になる。一方、金属板が厚いと、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。これらの点から、金属板の厚さは、０．１ｍｍから０．７ｍｍの範囲が好ましい。
【００１４】
本発明において、補強板は可撓性フィルム全面を固定する必要はない。可撓性フィルム上において寸法精度の要求される部分のみ固定することでも目的は達成される。したがって可撓性フィルムと補強板の大きさは異なっても構わない。例えば可撓性フィルム上に搭載するＩＣ等の電子部品と同等もしくは少し大きめの補強板を貼り合わせて固定しても構わない。可撓性に乏しいガラス板やセラミックス板を補強板に用いることもでき、長尺の可撓性フィルムを使用して長尺連続体の製造が可能である。
【００１５】
本発明において、可撓性フィルムと補強板の貼り合わせに用いられる有機物層には、接着剤または粘着剤が使用される。接着剤または粘着剤としては、例えば、アクリル系またはウレタン系の再剥離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接着力のものが好ましい。このような接着剤または粘着剤として、タック性があるシリコーン樹脂、エポキシ系樹脂を使用することも可能である。
【００１６】
また、有機物層として、低温領域で接着力が減少するもの、紫外線照射で接着力が減少するものや、加熱処理で接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、接着力の変化が大きいという点で、紫外線照射で接着力が減少する有機物が好ましく用いられる。紫外線照射で接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。
【００１７】
本発明において、剥離力は、有機物層を介して補強板と貼り合わせた１ｃｍ幅の可撓性フィルムを剥離するときの１８０°方向ピール強度で測定される。剥離力を測定するときの剥離速度は３００ｍｍ／分とする。本発明において、剥離力は０．０９８Ｎ／ｍから９８Ｎ／ｍの範囲であることが好ましい。
【００１８】
可撓性フィルムを補強板から剥離するときの剥離力は、０．０９８Ｎ／ｍより小さいと回路パターン形成中に可撓性フィルムが有機物層から剥離する恐れがある。一方、剥離力が９８Ｎ／ｍより大きいと、剥離後の可撓性フィルムが変形したりカールする恐れがある。剥離の界面は、補強板と有機物層との界面でも有機物層と可撓性フィルムとの界面でもどちらでも良いが、可撓性フィルムから有機物層を除去する工程が省略できるので、有機物層と可撓性フィルムとの界面で剥離する方が好ましい。
【００１９】
補強板と有機物層との接着力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、紫外線処理あるいは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。
【００２０】
本発明の有機物層の厚さは、０．１μｍから２０μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは０．３μｍから１０μｍの範囲である。
【００２１】
本発明で用いられる可撓性フィルムは、プラスチックフィルムが好ましく、この場合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必要がある。本発明で好適に用いられる可撓性フィルムとしては、例えば、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、ポリアミドおよび液晶ポリマーなどからなる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、液晶ポリマーフィルムが好適に採用される。可撓性フィルムとして、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、ポリアミドおよびポリイミドなどの樹脂が挙げられる。
【００２２】
可撓性フィルムの厚さは、電子機器の軽量化や小型化、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い。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ことから、４μｍから１２５μｍの範囲であることが好ましい。
【００２３】
本発明において、可撓性フィルムは補強板への貼り合わせに先立って、調湿されていることが好ましい。可撓性フィルムは熱や湿度など環境によって膨張や収縮を繰り返す特性を有する。例えば温度や湿度で膨張した可撓性フィルムを補強板に貼り合わせ、高精度の回路パターンを形成すると、補強板からの剥離後に可撓性フィルムが収縮するために可撓性フィルム上の回路パターンの位置精度は低下する。あるいは、温度や湿度で収縮した可撓性フィルムを補強板に貼り合わせ、高精度の回路パターンを形成すると、補強板からの剥離後に可撓性フィルムが膨張するために可撓性フィルム上の回路パターンの位置精度は低下する。以上より、調湿は、０℃超、１００℃未満の温度条件、２５％ＲＨ以上７５％ＲＨ以下の湿度条件下で、可撓性フィルムを重ねないで行うことが好ましい。補強板から剥離後に可撓性フィルムの回路パターンと、電子部品や他の回路基板とを接合する際の温湿度環境がわかっている場合は、その環境に合わせることが好ましい。
【００２４】
本発明において、可撓性フィルムは調湿される前に、熱処理されていることが好ましい。熱処理をすることによって、回路基板の製造工程の熱履歴のために可撓性フィルムに熱収縮歪みが蓄積されるのを抑制することができる。熱処理温度は１００℃以上であることが好ましく、回路基板製造工程の最高温度以上であることがさらに好ましい。
【００２５】
本発明において突起部の高さは１μｍ以上、より好ましくは４μｍ以上が良い。また５０μｍ以下であることが望ましく、２５μｍ以下であることが良い。ＩＣと回路基板の熱膨張係数の差を緩和するためには、ＩＣと回路基板はお互いの距離を８μｍから５０μｍ離してＩＣが搭載されていることが望ましい。ＩＣと回路基板の距離は突起部の高さとＩＣのバンプ高さの和に相当するため突起部の高さは最大５０μｍであることが望ましい。また、バンプ高さバラツキが１μｍ程度発生することがあるため、ＩＣ搭載時にバンプ高さ方向に１μｍ程度加圧圧縮して平坦性を確保する。したがって、突起部の高さが有効になるのは１μｍ以上である。さらに突起部の高さは突起部の高さとＩＣバンプ高さの和の半分程度であることが好ましい。
また、突起部とＩＣバンプの両方の断面形状が微細ピッチ形成に有利な低アスペクト比になるためには、突起部とＩＣバンプの高さがほぼ同じであることが必要となる。例えばＩＣと回路基板の距離が１０μｍであるとき、突起部の高さが５μｍに近い値で微細ピッチに一番有利な形状であるといえる。ＩＣと回路基板の距離は８μｍから５０μｍであるため、突起部の高さは突起部の高さとＩＣバンプ高さの和の半分である４μｍ以上、２５μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２６】
本発明において、第１金属層は、電解めっき給電用として好適に用いられるものであり、可撓性フィルムとの接着性を高めるためのクロム、ニッケル、チタン、タングステンおよびこれらの合金の少なくとも１種からなる接着改良用下地層と銅膜で構成されることが好ましく、特に、接着力が高い点でスパッタ法で形成されたものであることが好ましい。
【００２７】
本発明の回路基板用部材を枚葉方式で製造するのに先立って、長尺の可撓性フィルムが電解めっき給電用の第１金属層を備えていることは、生産性の向上に有効である。
【００２８】
本発明において第１金属層は、厚さが０．０１μｍ以上３μｍ以下の範囲であることが好ましく、０．２μｍ以下であることがさらに好ましい。第１金属層が３μｍを超えると、回路層をパターニングするとき、エッチングに多大な時間を要するだけでなく、パターン幅が減少し、パターン痩せやパターン消滅という問題を引き起こす可能性がある。また、配線幅の減少を１μｍ以下にするためには第１金属層の厚みは０．２μｍ以下であることが好ましい。また、第１金属層が０．０１μｍ未満の場合は抵抗が高く電圧降下の影響が大きいため、電流が流れにくくなり電解めっき膜厚バラツキが大きくなることがある。
【００２９】
本発明において電解めっき給電用第１金属層上に電解めっき用のレジストパターンが形成されていることが好ましい。フォトリソグラフィーの技術を用いて配線を配置する場所のレジストを除去してレジストパターンを形成する。このレジストパターンを用いてパターンめっきを行うセミアディティブ法にて微細配線を形成する。
【００３０】
配線上に形成される突起物は通常金属である。金属の突起物を形成する方法は、一般的なめっき法や、金属粉体を有機物と混ぜてペースト状にしてスクリーン印刷やインクジェットで印刷し、熱処理することで任意の場所に金属粉を積み上げて固める印刷法等を挙げることができる。めっき法を用いる場合はフォトリソグラフィーの技術を用いて配線上の任意の箇所に突起部を作製する。配線上にフォトレジストを形成し、突起部を形成する場所のフォトレジストを除去してレジスト開口部を形成する。そしてレジストパターンの開口部にめっき法を用いて金属の突起物を形成形成する。めっきは電解めっきであることが好ましい。電解めっきを用いた場合、無電解めっきに比較してめっき皮膜純度が高い。無電解めっきは反応領域が中性からアルカリ領域であるため使用困難なめっきレジストの使用が電解めっきでは容易である。また、電解めっきは無電解と比較して反応速度が早く、処理コストも安価であるためである。配線パターンがサブトラクティブ法により形成されている場合は、配線に電解めっき給電用のリード線を形成することで電解めっきが可能となる。
【００３１】
配線がセミアディティブ法を用いられている場合は、セミアディティブ法に用いる給電目的の第１金属層を突起物形成時の電解めっき給電層として用いる。この場合、突起物をめっき析出させた後でセミアディティブ法を使用した給電目的の配線間にある第１金属層を除去する。この場合リード線が不要であるため、（１）リード線面積分の配線密度が高くなる、（２）アンテナ効果や信号の反射等からノイズ発生の原因となるリード線と信号線の分岐を排除することにより高速信号に対応できるメリットが生まれる。金属の種類としては配線やＩＣとの端子接続に用いられている金、銀、銅、ニッケル、コバルト、錫を含む金属であることが好ましい。印刷の場合は配線形成後に有機バインダーを含む金属粉体を配線上に形成する。
【００３２】
本発明によれば、形成された突起物の位置と設計値の位置とのズレを小さくすることができる。従来のフィルム基板においては０．０４％以上の位置精度誤差を生じる。これは、フィルムの熱により不可逆且つ不均一な収縮と吸湿と温度による収縮による発生するためである。５００ｍｍ四角の基板の場合であれば、基板の両端で約２００μｍの位置精度誤差が発生し、コントロールすることはできない。本発明によれば。例えば配線の中央部に突起部を形成する場合、５００ｍｍ四角の基板のどの位置であっても、突起部中心と配線中央の位置ずれは１μｍ以下にすることが可能である。この位置精度により３０μｍピッチの配線であっても、１０μｍピッチの配線であっても突起部を配線上に形成することが可能となる。
【００３３】
形成された配線の配線間の樹脂表面はエッチングした方が好ましい。これは絶縁信頼性を低下させる給電用第１金属層の残渣を樹脂表面ごとエッチングし、除去する。樹脂表面の除去厚みは１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。エッチング液としては濃硫酸、アルカリ系水溶液、有機溶剤、クロム酸、アルカリ過マンガン酸溶液等を用いる方法とプラズマアッシングによりエッチングする方法がある。
【００３４】
突起部の幅は配線幅より小さくしてもよい。ＩＣと回路基板の接合方法が接着剤シートを介して搭載し、バンプと突起部が接着剤シートを貫通して接合する場合、突起部幅は接着シートを貫通させやすいように小さい方が望ましい。
【００３５】
また、突起部の幅は配線幅より大きくしても良い。突起部表面に錫めっきを施し、金バンプを使用する金／錫のハンダ接合をＩＣ搭載に用いる場合は、ハンダ接合面積が大きいほど接着強度が大きく電気抵抗が小さいため突起部の幅を大きくする方が有利である。
【００３６】
次に、図１〜３に基づいて本発明の回路基板用部材の製造方法を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３７】
厚さ０．７ｍｍのアルミノホウケイ酸塩ガラス板（基板）１０１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、ダイコーターまたは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。ガラス基板に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、厚さが２０ｎｍのシランカップリング剤層を得る。
【００３８】
次に、上記シランカップリング剤層上に、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、ダイコーターまたはスクリーン印刷機などで、紫外線硬化型有機物１０２を塗布する。間欠的に送られてくる枚葉基板のシランカップリング剤層上に比較的粘度が高い有機物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。シランカップリング剤層上に有機物１０２を塗布後、加熱乾燥や真空乾燥などにより乾燥し、厚さ２μｍの有機物層を得る。この有機物層１０２に、ポリエステルフィルムルム上にシリコーン樹脂層を設けた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。また、有機物層を長尺フィルム基体に塗布し、乾燥後、枚葉基板に転写することも可能である。
【００３９】
本発明において、有機物層１０２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有機物層となるように制御するためには、有機物層は補強板側に形成されることが好ましい。
【００４０】
次に、上記空気遮断用フィルムを剥がしてポリイミドフィルム１０３を貼り付ける。ポリイミドフィルム１０３の厚さは、４μｍから１２５μｍの範囲であることが好ましい。ポリイミドフィルム１０３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。ポリイミドフィルムの補強板貼り合わせ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る。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だしながら、貼り付けと切断をしてもよい。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。ポリイミドフィルム１０３を貼り付けた後、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。
【００４１】
次に、ポリイミドフィルムの貼り合わせ面とは反対側の面に、セミアディティブ法で回路パターンを形成する。セミアディティブ法は、例えば、以下のようなプロセスである。まず、回路パターンを形成する面に、クロム、ニッケル、チタン、タングステンおよびこれらの合金の少なくとも１種からなる第１金属層１０４を形成する。第１金属層１０４の厚さは、通常、１ｎｍから１０００ｎｍの範囲である。第１金属層の上に、銅膜をスパッタ法で、５０ｎｍから３０００ｎｍ積層することが、後に続く電解めっき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る。第１金属層１０４形成に先立ち、ポリイミドフィルム１０３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、プライマー層塗布あるいは接着剤層塗布が適宜行われる。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、ポリイミド樹脂系あるいはＮＢＲ系などの接着剤層塗布は接着力改善効果が大きい。これらの処理や塗布は、ガラス基板貼り合わせ前に実施されても良いし、ガラス基板貼り合わせ後に実施されても良い。ガラス基板貼り合わせ前に、長尺のポリイミドフィルム１０３に対してロールツーロールで連続処理されることにより、生産性向上を図ることができる。図１−（１）は第１金属層１０４の形成直後のガラス板１０１に貼り付けられたポリイミドフィルム１０３の断面模式図である。このようにして形成しされた電解めっき給電用第１金属層１０４上に、フォトレジスト１０５をスピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーターまたは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、めっき膜が不要な部分に配線形成用レジスト層１０５を形成する［図１−（２）］。
【００４２】
次いで、該電解めっき給電用第１金属層を電極として電解銅めっきを行う。電解銅めっき液としては、硫酸銅めっき液、シアン化銅めっき液およびピロ燐酸銅めっき液などが用いられる。電解銅めっきの電流密度は、生産性を損なわない範囲で、小さい程好ましい。電流密度が大きいほど、電圧降下が大きくなり、めっき膜バラツキが大きくなるからである。硫酸銅めっき液の場合、電流密度は０．２〜２Ａ／ｄｍ２が望ましく、０．２〜１Ａ／ｄｍ２がさらに好ましい。厚さ２μｍから２０μｍの銅めっき膜１０６の形成を行う［図１−（３）］。
【００４３】
さらに銅めっき膜１０６の配線上の突起部２０１をめっきにて形成する。配線形成用レジスト１０５上に突起部形成用のめっきレジスト１０７を任意の厚みに形成する［図１−（４）］。突起部形成用レジストとしては１０〜２５μｍが好ましい。突起部形成用レジスト１０７は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、ダイコーターまたは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、ＩＣチップ実装端子部分等の突起部が必要な箇所に、開口部を形成した突起部形成用レジスト層１０７を形成する。そして配線形成のめっき時に使用した給電用第１金属層１０４を電極として電解めっきを行う。電解めっきの金属の種類としては配線やＩＣチップ実装に使用される銅、金、銀、ニッケル、コバルト、錫を含むものを使用する。銅めっきを２０μｍ厚まで析出させた後、最表面に金めっき１μｍ厚形成するような多層金属のめっき突起部２０１形成も可能である［図２−（１）］。突起部部分にめっき析出した後、フォトレジストを剥離し［図２−（２）］、続いてスライトエッチングにて電解めっき給電用第１金属層を除去する［図２−（３）］。さらに必要に応じてＩＣなどの電子部品接続端子部やその他の接続部に金、ニッケルまたは錫などのめっきを施す。
【００４４】
必要に応じて、回路パターン上にソルダーレジスト膜を形成する［図２−（４）］。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、ダイコーターまたは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℃の温度でキュアをする。
【００４５】
図３にはＩＣチップ３０１を実装したときの断面模式図を示す。ガラス板１０１に貼り合わせて加工された高精度の回路パターンに、ＩＣチップ３０１等の電子部品を接合する。電子部品搭載装置は、光学的位置検出機能と可動ステージなどの位置合わせ機能を有し、搭載精度を確保できるものが好ましく使用される。本発明は、特に接合ピッチが小さく、かつピン数が大きい大規模ＬＳＩの実装精度確保に効果が大きい。また、電子部品と回路基板との接合方法としては、回路基板の接合部に形成された金属層と半導体部品の接合部に形成された金属層とを加熱圧着し金属接合させる方法が挙げられる。また、回路基板の接合部の金属層と半導体部品の接合部に形成された金属層とを圧着しつつ回路基板と半導体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を挙げることもできる。ＩＣチップ３０１のＩＣ側接合端子３０２の高さが、十分高くなくても、突起部２０１が１〜５０μｍの高さがあるので、上記の異方導電性接着剤や非導電性接着剤を用いた接合の際に、これらの接着剤が接合部において流動する空隙を十分確保することができ、確実な接合ができる。金属接合においても配線と電子部品の接触を回避したり、アンダーフィルの充填が容易になる効果がある。また、配線基板と電子部品との接合部のトータル高さを大きくすることによって温度サイクルなどの接合信頼性を高めることができる。ＩＣ実装後は応力緩和目的のアンダーフィル剤３０３がＩＣチップ３０１と回路基板用部材の間に挿入される。この後、有機物層１０２を含むガラス板１０１を剥がすことでＩＣチップ実装された回路基板を得ることが出来る。
【００４６】
可撓性フィルムの両面に高精細の回路パターンを形成する場合は、可撓性フィ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、可撓性フィ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、他方の面に、セミアディティブ法で回路パターンとその上の突起部を形成する方法が好ましく用いられる。この場合ＩＣとの接続端子の直下には基板反対側の銅回路を形成することが好ましい。もしくは接続端子直下に剛性のある金属やガラス等の板状のものを埋め込むことが好ましい。ＩＣ接続時に接続端子の沈む込みを防ぐためである。接続端子の沈み込みが大きいとＩＣのエッジと配線が接触して短絡する場合がある。
【００４７】
本発明は多層基板にも用いることが可能である。前述した両面基板作製と同じ方法で作製した補強板で固定された両面基板用部材の上にビルドアップ層を形成することで多層基板を得て最表層に突起部を形成する方法が好ましく用いられる。この場合もＩＣ接続時に接続端子の沈む込みを防ぐため、接続端子直下には剛性のあるものを用意することが好ましい。例えば、接続端子直下にフィルドビアを直列に形成することが挙げられる（図５）。  回路パターンが形成された可撓性フィルムを補強板から剥離することによって回路基板が得られる。剥離する方法としては、可撓性フィルムの端部をロールに固定し、ロールに巻き取る形で剥離する方法や、可撓性フィルムの端部表面に粘着テープを押しつけ、粘着テープ部を引き上げることで剥離する方法などが挙げられる。剥離のタイミングは、電子部品を接合してから行うことが、電子部品実装を高精度に保つために好ましい。また、電子部品接合後、さらに可撓性フィルム上の回路パターンの一部を他の回路基板に接合してから剥離することは該接合の精度を高く保つために好ましい。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４９】
実施例１
本発明の一実施形態である補強板、有機物層、可撓性フィルム、金属層がこの順に積層された回路基板用部材であって、金属層表面に突起部が設けられている回路基板用部材の一例を図１、図２、図３を用いて以下に説明する。
【００５０】
可撓性フィルム基板である、２５μｍ厚のポリイミドフィルム絶縁樹脂基板１０３（”カプトン”（登録商標）１００ＥＮ  東レ・デュポン（株）製）を剥離可能な有機物層１０２（紫外線硬化型粘着剤”ＳＫダイン”ＳＷ２２  線研化学（株）製）を介して平坦なガラス補強板１０１に固定した。固定材料１０２はガラス補強板１０１を固定後に１Ｊ／ｃｍ２のＵＶ照射を行い、接着力を低下させた。
【００５１】
次に電解めっき給電目的の導電層として可撓性フィルム基板１０３の表面に２ｎｍ厚のＮｉ−０．１Ｃｒスパッタ後に１００ｎｍ厚Ｃｕスパッタ層１０４を形成した（図１−（１））。
【００５２】
次に前記スパッタ金属層上にめっきレジスト１０５を形成した（図１−（２））。めっきレジストとしては東京応化（株）の”ＰＭＥＲ  Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ”を使用し、レジスト厚１３μｍでテスト用パターンを形成した。テスト用マスクパターンは、以下のようにして形成した（図６）。すなわち、インナーリード（ＩＬ）として、１５ｍｍ×２ｍｍの長方形４０１の２つの長辺上に、２５μｍピッチで、１辺あたり６００個ずつ、１０μｍ×５０μｍの長方形の接合パッド４０２を並べた。接合パッドの１０μｍの辺を上記の１５ｍｍ×２ｍｍの長方形の長辺と平行に配置し、接合パッドの５０μｍの辺の中心を該長方形の長辺上に配置した。また、アウターリード（ＯＬ）として、ＩＬ長方形と中心を同じくする、３０ｍｍ×３０ｍｍの長方形４０４の２つの長辺上に、５０μｍピッチで、１辺あたり６００個ずつ、２４μｍ×５０μｍの長方形の接合パッド４０５を並べた。ＩＬ接合パッドとＯＬ接合パッドは、一対一に対応しており、幅１０μｍの配線４０３で結んだ。これらを１ユニットとして、これを３３５ｍｍ×２５０ｍｍのポリイミドフィルム上に、４０ｍｍピッチで８行×６列に均等配置した。電解Ｃｕめっきは硫酸銅めっき液を用い、めっき条件は電流密度１Ａ／ｄｍ２で表層Ｃｕ厚み８μｍの金属膜１０６を形成した（図１−（３））。その上にめっきレジスト１０７を形成した（図１−（４））。めっきレジストは東京応化（株）の”ＰＭＥＲ  Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ”を使用し、１０μｍ×５０μｍの長方形の接合パッド金属膜１０６上レジスト厚１２μｍでφ１０μｍの円形の開口部を形成した。平坦なガラスで基板全体が固定されているため開口部の位置ズレ精度は１μｍ以下であった。この開口部に電解金めっきバンプ２０１として突起部を８μｍの厚さに形成した（図２−（１））。
【００５３】
電解金めっき後はめっきレジスト１０７と１０５をアルカリ性の剥離液で除去した後（図２−（２））、過硫酸ナトリウム系のエッチング液を用いて配線間にある給電目的のスパッタ金属層１０４を除去して配線形成した（図２−（３））。
【００５４】
次に１０μｍ厚のソルダーレジスト２０２をスクリーン印刷にて形成した（図２−（４））。これにより補強板、有機物層、可撓性フィルム、金属層がこの順に積層された回路基板用部材であって、金属層とし２５μｍピッチの回路パターンと金属層表面に金バンプとして突起部を有する回路基板部材を得ることができた。
【００５５】
２５μｍピッチで厚さ３μｍの金バンプ３０２のあるＩＣチップ３０１を加熱圧着したところ、金バンプ３０２と突起部２０１のセンターの位置ズレを１μｍ以下で接合することができた（図３）。これによりＩＣチップと回路基板の距離を１０μｍ離すことが出来るため、接続信頼性に優れた２５μｍピッチの端子接続が可能となった。
【００５６】
実施例２
補強板、有機物層、多層回路基板がこの順に積層された回路基板用部材であって、多層回路基板の配線表面に突起部が設けられている回路基板用部の一例を図４を用いて以下に説明する。
【００５７】
可撓性フィルム基板である、２５μｍ厚のポリイミドフィルム絶縁樹脂基板１０３（”カプトン”（登録商標）１００ＥＮ  東レ・デュポン（株）製）の片面に銅回路１０６が形成され、その上にソルダーレジスト２０２が形成された片面回路基板をソルダーレジスト面が剥離可能な有機物層１０２（紫外線硬化型粘着剤”ＳＫダイン”ＳＷ２２  線研化学（株）製）に接するようにして平坦なガラス補強板１０１に固定した。固定材料１０２はガラス補強板１０１を固定後に１Ｊ／ｃｍ２のＵＶ照射を行い、接着力を低下させた。
【００５８】
次に任意の箇所にＹＡＧレーザーを用いて孔を形成し、孔内を過マンガン酸で洗浄した。
その後、孔内と配線１１６をセミアディティブ法にて同時形成した。これ以後は、実施例１と同様にして回路基板用部材を得た（図４）。
【００５９】
２５μｍピッチで厚さ３μｍの金バンプ３０２のあるＩＣチップ３０１を加熱圧着したところ、金バンプ３０２と突起部２０１のセンターの位置ズレを１μｍ以下で接合することができた（図３）。これによりＩＣチップと回路基板の距離を１０μｍ離すことが出来るため、接続信頼性に優れた２５μｍピッチの端子接続が可能となった。
【００６０】
実施例３
補強板、有機物層、多層回路基板がこの順に積層された回路基板用部材であって、多層回路基板の配線表面に突起部が設けられている回路基板用部の一例を図５を用いて以下に説明する。
【００６１】
可撓性フィルム基板である、２５μｍ厚のポリイミドフィルム絶縁樹脂基板１０３（”カプトン”（登録商標）１００ＥＮ  東レ・デュポン（株）製）の片面に銅回路１０６が形成され、その上にソルダーレジスト２０２が形成された片面回路基板をソルダーレジスト面が剥離可能な有機物層１０２（紫外線硬化型粘着剤”ＳＫダイン”ＳＷ２２  線研化学（株）製）に接するようにして平坦なガラス補強板１０１に固定した。固定材料１０２はガラス補強板１０１を固定後に１Ｊ／ｃｍ２のＵＶ照射を行い、接着力を低下させた。
【００６２】
次に任意の箇所にＹＡＧレーザーを用いて孔を形成し、孔内を過マンガン酸で洗浄した。
その後、孔内と配線１１６をセミアディティブ法にて同時形成した。このとき孔内は銅めっきにて充填するビアフィル用の電解銅めっき液を用いた。
【００６３】
つぎにこの上に２５μｍ厚のエポキシ樹脂層１１３をシートラミネートを用いて形成した。このエポキシ樹脂層１１３の任意の箇所にＹＡＧレーザーを用いて孔を形成し、孔内を過マンガン酸で洗浄した。その後、孔内と配線１２６をセミアディティブ法にて同時形成した。このときも孔内は銅めっきにて充填するビアフィル用の電解銅めっき液を用いた。同様にしてエポキシ樹脂層１２３と配線１３６を形成した。これ以後は、実施例１と同様にして回路基板用部材を得た（図５）。
【００６４】
２５μｍピッチで厚さ３μｍの金バンプ３０２のあるＩＣチップ３０１を加熱圧着したところ、金バンプ３０２と突起部２０１のセンターの位置ズレを１μｍ以下で接合することができた（図３）。これによりＩＣチップと回路基板の距離を１０μｍ離すことが出来るため、接続信頼性に優れた２５μｍピッチの端子接続が可能となった。
【００６５】
実施例４
電解金めっきバンプ２０１として突起部を１μｍの厚さに形成した以外は、実施例１と同様にして回路基板用部材を得た。このとき２５μｍピッチで厚さ９μｍの金バンプ３０２のあるＩＣチップ３０１を加熱圧着したところ、金バンプ３０２と突起部２０１のセンターの位置ズレを１μｍ以下で接合することができた（図３）。これによりＩＣチップと回路基板の距離を１０μｍ離すことが出来るため、接続信頼性に優れた２５μｍピッチの端子接続が可能となった。
【００６６】
実施例５
１０μｍ×５０μｍの長方形の接合パッド金属膜１０６上レジスト厚５５μｍでφ３５μｍの円形の開口部を千鳥状に配置して形成し（図７）、この開口部に電解金めっきバンプ２０１として突起部を５０μｍの厚さに形成した以外は、実施例１と同様にして回路基板用部材を得た。このとき２５μｍピッチで厚さ１μｍの金バンプ３０２が金バンプ２０１と同様に千鳥状に配置されたＩＣチップ３０１を加熱圧着したところ、金バンプ３０２と突起部２０１のセンターの位置ズレを１μｍ以下で接合することができた（図３）。これによりＩＣチップと回路基板の距離を５１μｍ離すことが出来るため、接続信頼性に非常に優れた２５μｍピッチの端子接続が可能となった。
【００６７】
比較例１
電解金めっきバンプ２０１を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして回路基板用部材を得た。このとき２５μｍピッチで厚さ３μｍの金バンプのあるＩＣチップを接合した。ＩＣチップと回路基板の距離が３μｍと短いため、ＩＣのエッジと配線の一部が接触して短絡した。
【００６８】
比較例２
可撓性フィルム基板である、２５μｍ厚のポリイミドフィルム絶縁樹脂基板１０３（”カプトン”（登録商標）１００ＥＮ  東レ・デュポン（株）製）を剥離可能な有機物層１０２（紫外線硬化型粘着剤”ＳＫダイン”ＳＷ２２  線研化学（株）製）を介して平坦なガラス補強板１０１に固定しなかったこと以外は、実施例１と同様にして回路基板用部材を得た。このとき１０μｍ×５０μｍの長方形の接合パッド上の電解金めっきバンプ２０１の位置ズレが９μｍ発生する箇所があった。位置ズレが９μｍ発生した箇所ではＩＣチップ実装すると電解金めっきバンプ２０１が倒れて隣接する配線と接触し短絡した。
【００６９】
比較例３
電解金めっきバンプ２０１として突起部を０．５μｍの厚さに形成した以外は、実施例１と同様にして回路基板用部材を得た。このとき２５μｍピッチで厚さ９μｍの金バンプ３０２のあるＩＣチップ３０１を加熱圧着したが、金バンプ高さのバラツキと圧着時の金バンプ変形で０．５μｍ厚の突起部の有効性を明確に確認することができなかった。
【００７０】
比較例４
１０μｍ×５０μｍの長方形の接合パッド金属膜１０６上レジスト厚６０μｍでφ３０μｍの円形の開口部を千鳥状に配置して形成し（図７）、この開口部に電解金めっきバンプ２０１として突起部を５５μｍの厚さに形成した以外は、実施例１と同様にして回路基板用部材を得た。このとき突起部の厚みを５５μｍとするためレジスト厚を６０μｍとした。レジスト解像度の限界のため開口部のサイズはφ３８μｍとした。めっき厚をこのとき２５μｍピッチで厚さ１μｍの金バンプ３０２が金バンプ２０１と同様に千鳥状に配置されたＩＣチップ３０１を加熱圧着したところ、金バンプ３０２と突起部２０１のセンターの位置ズレを１μｍ以下で接合することができた（図３）。これによりＩＣチップと回路基板の距離を５６μｍ離すことが出来るため、２５μｍピッチの端子接続が可能となった。しかし、金バンプ２０１がφ３８μｍと大きくなったため、配線と金バンプ２０１の間のスペースは１μｍとなり、位置ズレの範囲内で隣接する配線と金バンプ２０１が接触し、短絡した。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の回路基板用部材およびその製造方法は、例えば、電子機器の配線板、ＩＣパッケージ用インターポーザーおよびウェハレベルバーンインソケット用配線板などに好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の回路基板用部材の一態様を示す断面図。
【図２】本発明の回路基板用部材の一態様を示す断面図。
【図３】本発明の回路基板用部材の一態様を示す断面図。
【図４】本発明の回路基板用部材の一態様を示す断面図。
【図５】本発明の回路基板用部材の一態様を示す断面図。
【図６】本発明の回路基板用部材の実施例で使用したテストパターンを示す模式図。
【図７】本発明の回路基板用部材の実施例で使用したテストパターンを示す模式図。
【符号の説明】
【００７３】
１０１  補強板
１０２  有機物層
１０３  可撓性フィルム
１１３、１２３  エポキシ樹脂層
１０４  第１金属層
１０５  配線形成用レジスト層
１０６、１１６、１２６、１３６  銅めっき膜
１０７  突起部形成用レジスト層
２０１、４０６  突起部
２０２、２１２  ソルダーレジスト
３０１  ＩＣチップ
３０２  ＩＣ側接合端子
３０３  アンダーフィル材
４０１  テストパターンのインナーリード位置を決める長方形
４０２  テストパターンのインナーリード部
４０３  テストパターンにおけるインナーリード部とアウターリーダ部を結ぶ配線
４０４  テストパターンのアウターリード位置を決める四角形
４０５  テストパターンにおけるアウターリード部
【図１】
2006013030.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006013030.tif 000008
【図７】
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