(57)【要約】【課題】  微細配線回路の形成においても配線接着強度が高く、信頼性の高いフレキシブル配線基板及びのその製法を提供する。【解決手段】  絶縁フィルムの少なくとも片面に形成された金属シード層上にフォトレジスト層を形成し、該フォトレジスト層をエッチングして得られたフォトレジストパターンに導体めっきを施し、次いで該フォトレジストパターンを剥離除去して金属配線層を形成したフレキシブル配線基板の製造方法において、前記フォトレジストパターンを剥離除去した後、前記金属配線層の側面下部に存在するアンダーカットが除去されるまで該金属配線層の側面をエッチングすることを特徴とする。【選択図】    図１
2007123622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁フィルムの少なくとも片面に形成された金属シード層上にフォトレジスト層を形成し、該フォトレジスト層をエッチングして得られたフォトレジストパターンに導体めっきを施し、次いで該フォトレジストパターンを剥離除去して金属配線層を形成したフレキシブル配線基板の製造方法において、
前記フォトレジストパターンを剥離除去した後、前記金属配線層の側面下部に存在するアンダーカットが除去されるまで該金属配線層の側面をエッチングすることを特徴とするフレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項２】
絶縁フィルムの少なくとも片面に形成された金属シード層上にフォトレジスト層を形成し、該フォトレジスト層をエッチングして得られたフォトレジストパターンに導体めっきを施し、次いで該フォトレジストパターンを剥離除去して金属配線層を形成したフレキシブル配線基板の製造方法において、
前記フォトレジストパターンを剥離除去した後、前記金属シード層をエッチングすると同時に、前記金属配線層の側面下部に存在するアンダーカットが除去されるまで該金属配線層の側面をエッチングすることを特徴とするフレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記めっき後の金属配線層の幅を、所望の金属配線層の幅よりも１〜５μｍ広くなるように、前記フォトレジストパターンを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属シード層が銅又は銅合金であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記金属シード層がニッケル、クロムもしくはこれらの合金からなる第一の金属シード層と、銅又は銅合金からなる第二の金属シード層からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記金属配線層及び／又は金属配線層下面のアンダーカットのエッチング除去を、スプレーエッチングにより行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項の製造方法により得られたフレキシブル配線基板であって、前記金属配線層の幅が５〜１５μｍの範囲にあって、かつ該金属配線層と絶縁フィルムの間に存在するアンダーカットの深さが金属配線層側面から０．２１〜１．０μｍの範囲にあることを特徴とするフレキシブル配線基板。
【請求項８】
前記絶縁フィルムがポリイミド樹脂からなり、前記金属配線層がニッケル−クロム合金層と銅スパッタ層からなる２層ＣＣＬ基材の表面に形成されてなることを特徴とする請求項７記載のフレキシブル配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電気機器に使用する半導体パッケージ用配線基板及びその製造方法に関するものであって、特に絶縁フィルム上の配線回路をめっき法により形成したフレキシブル配線基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の発展に伴い、利用度が飛躍的に増加しているＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープやプリント配線板には、一般に、ガラスエポキシ板上に銅の被膜を形成させた、いわゆる銅張ガラスエポキシ樹脂基板が多く用いられている。上記の銅張ガラスエポキシ樹脂基板は、予めその表面に接着剤が塗布された接着剤塗布済み銅箔の接着剤塗布面と、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて得たガラスエポキシ板とを重ね合わせて接着させて得る方法や、ガラスエポキシ樹脂の積層成形材料と銅箔とを重ね合わせて熱圧着させる方法などによって製造されている。
しかし、プリント配線基板がテレビ、カメラ等の民生用機器類、コンピュータ等の多種産業機器類に幅広く使用されるにつれ、高密度な配線が要求されてきた結果、微細な回路を精度よく形成するために、銅被覆層の薄肉化が一段と進んできた。
従って、銅張ガラスエポキシ樹脂基板は、銅被覆層の薄肉化に伴い、無電解めっきにより銅被膜を形成する開発が進んでいる。
【０００３】
一般にＴＡＢテープやフレキシブル配線基板は、ポリイミドフィルム等の絶縁フィルム上に形成された銅箔にフォトレジスト層を形成し、銅箔をエッチングすることで配線回路を形成するが、近年、配線回路の高密度化の要求から微細配線の形成に有利なセミアディティブ法などが提案さている（例えば、特許文献１参照。）。
セミアディティブ法は、絶縁フィルム上に形成された金属シード層の上にフォトレジストパターンを形成し、フォトレジストパターンに沿って露出する金属シード層の表面に、導体金属のめっきを施すことで金属配線回路を形成し、その後レジストを剥離、除去して残った金属シード層をエッチング除去する方法である。
このようにして得られたフレキシブル配線基板は、金属被膜とガラスエポキシ樹脂との境界面に接着剤を介すことが無いため、回路接着強度の熱的信頼性と回路間電気絶縁性に優れたものとなる利点がある。
また、最近では金属シード層を形成せずに、絶縁フィルム上に金属触媒層を形成し、その後レジスト形成し、導体金属のめっきをして回路形成するフルアディティブ法なども検討されている。
【０００４】
以下に、従来のセミアディティブ法について図４を用いて説明する。
先ず、図４（ａ）示すように、ポリイミド等からなる絶縁フィルム１上に第一の金属シード層２としてニッケル／クロム合金層、第二の金属シード層３として銅スパッタ層が形成された２層ＣＣＬ（Copper Clad Laminate )基材の表面に、ドライフィルムレジスト等を用いてフォトレジスト層１７を形成する。
次に図４（ｂ）に示すように、フォトレジスト層１７に所望の回路パターンマスク１８を用いて露光し、現像してフォトレジストパターン７を形成する。この際、配線回路用パターンの幅Ｗは、所望の配線回路幅と同じに形成しておく。図４の場合は、金属配線層の間隔Ｗは配線回路幅と同じに形成してある場合を示している。
フォトレジスト層１７の露光・エッチングに際しては、レジスト層の最深部を垂直にエッチングすることが難しいので、レジスト層の最深部にレジストの張り出し部２７が生じる。
次に図４（ｃ）に示すように、フォトレジストパターン７の露出部に硫酸銅めっき浴などを用いてめっきを施し、金属配線層を形成する。その後フォトレジストパターン７を剥離除去する。この際には、先のレジストの張り出し部２７に沿って金属配線層にくびれ１４が生じる。
【０００５】
次に図４（ｄ）に示すように、金属配線層の間に露出する銅スパッタ層からなる第二の金属シード層３をエッチング除去する。銅スパッタ層からなる第二の金属シード層３のエッチングには、硫酸及び過酸化水素からなるソフトエッチング液などが良く用いられる。
次に図４（ｅ）に示すように、第一の金属シード層２であるニッケル／クロム合金層を市販の専用液でエッチング除去する。
その後図４（ｆ）に示すように、必要に応じて金属配線層４の周囲に絶縁保護膜５を形成する。
このようにして得られた回路基板の配線回路部分の断面構造を拡大して図５に示す。
【特許文献１】特開平０８−０６４９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来のフレキシブル配線基板の製造方法では、形成されたフォトレジストパターンの外周下面に発生するレジスト裾残り（レジストの張り出し部）により、めっき後の金属配線層側面の下部には図５に示すように、金属配線層が基板に接合されていない領域、いわゆるアンダーカット９が発生する。
このアンダーカット９により、絶縁フィルム１と金属配線層との接着幅ｗは、金属配線層の幅Ｗよりも狭くなり、金属配線層の接着強度を低下させる要因となっていた。このため、特に金属配線層幅Ｗが１５μｍ以下の微細配線の形成においては、配線回路幅そのものが細くなるため配線回路Ｗ幅に対する接着幅ｗの比率が低くなり、接着強度低下がより深刻な問題となっていた。アンダーカット深さＤは（Ｗ−ｗ）／２で表され、ＤがＷの７．５％を超えるようになると接着強度低下は深刻な問題となってくる。
本発明の課題とするところはこのような問題点を解決し、微細配線回路の形成においても金属配線層接着強度が高く、信頼性の高いフレキシブル配線基板及びのその製法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明はめっき後の配線の側面をエッチングすることでレジスト裾残りにより発生するアンダーカット部分を除去するものである。
そのためには、予め金属配線層の幅を太く作製し金属配線層の側面をアンダーカットと共にエッチングした後に所望の寸法が得られるようにする。
こうすることでアンダーカットを容易に減少させることができ、微細配線の形成においても配線の接着強度の高いフレキシブル配線基板の提供が可能となる。
【０００８】
即ち、本発明のフレキシブル配線基板の製造方法の一つは、絶縁フィルムの少なくとも片面に形成された金属シード層上にフォトレジスト層を形成し、該フォトレジスト層をエッチングして得られたフォトレジストパターンに導体めっきを施し、次いで該フォトレジストパターンを剥離除去して金属配線層を形成したフレキシブル配線基板の製造方法において、前記フォトレジストパターンを剥離除去した後、前記金属配線層の側面下部に存在するアンダーカットが除去されるまで該金属配線層の側面をエッチングすることを特徴とするものである。
本発明のフレキシブル配線基板の製造方法の他の一つは、絶縁フィルムの少なくとも片面に形成された金属シード層上にフォトレジスト層を形成し、該フォトレジスト層をエッチングして得られたフォトレジストパターンに導体めっきを施し、次いで該フォトレジストパターンを剥離除去して金属配線層を形成したフレキシブル配線基板の製造方法において、前記フォトレジストパターンを剥離除去した後、前記金属シード層をエッチングすると同時に、前記金属配線層の側面下部に存在するアンダーカットが除去されるまで該金属配線層の側面をエッチングすることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のフレキシブル配線基板の製造方法においては、前記めっき後の金属配線層の幅が所望の金属配線層の幅よりも１〜５μｍ広くなるように、フォトレジストパターンを形成することが好ましい。
また、前記金属シード層は銅又は銅合金であることが好ましい。
さらに、前記金属シード層がニッケル、クロムもしくはこれらの合金からなる第一の金属シード層と、銅又は銅合金からなる第二の金属シード層から構成することが好ましい。
【００１０】
本発明のフレキシブル配線基板の製造方法においては、前記金属配線層及び金属配線層下部のアンダーカットのエッチング除去をスプレーエッチングにより行うことができる。
これらの製造方法を採用すれば、配線接着強度が高く、信頼性の高いフレキシブル配線基板を簡単な方法で確実に提供することができる。
【００１１】
また、本発明のフレキシブル配線基板の一つは、上記製造方法により得られたフレキシブル配線基板であって、前記金属配線層の幅が５〜１５μｍの範囲にあって、かつ該金属配線層と絶縁フィルムの間に存在するアンダーカットの深さが金属配線層側面から０．２１〜１．０μｍの範囲にあることを特徴とするものである。
このような構造のフレキシブル配線基板とすれば、微細配線においても金属配線層の接着強度の高いフレキシブル配線基板とすることができる。
更に、本発明の他のフレキシブル配線基板は、前記絶縁フィルムがポリイミド樹脂からなり、前記金属配線層がニッケル−クロム合金層と銅スパッタ層からなる２層ＣＣＬ基材の表面に形成されてなることを特徴とするものである。
このような構造のフレキシブル配線基板とすれば、耐久性に優れ、導電性の良い回路配線が形成できるので、微細な回路が形成でき、電子機器の小型化に大いに貢献することができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記したように本発明によれば、金属配線層の側面下部のアンダーカットを減少させることができ、微細配線の形成においても配線接着強度が高く、信頼性の高いフレキシブル配線基板を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
先ず、本発明のフレキシブル配線基板について説明をする。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るフレキシブル配線基板の金属配線層近傍の構造を示す断面図である。図２は、本発明の第２の実施形態に係るフレキシブル配線基板の金属配線層近傍の構造を示す断面図である。
図１に示す本発明の第１の実施形態に係るフレキシブル配線基板は、絶縁フィルム１の片面にめっきによる金属配線層４を形成した配線基板であって、該金属配線層４がその全幅にわたって絶縁フィルム１に接合しているフレキシブル配線基板である。
このフレキシブル配線基板は、金属配線層４と絶縁フィルム１との接触面積が大きいので、微細配線になっても接合強度が高く、信頼性に高いフレキシブル配線基板となっている。
【００１４】
図２に示す本発明の第２の実施形態に係るフレキシブル配線基板は、絶縁フィルム１の片面にめっきによる金属配線層４を形成したフレキシブル配線基板であって、該金属配線層４の全幅の８５〜９５％が絶縁フィルム１に接合しているフレキシブル配線基板である。すなわち、金属配線層４が絶縁フィルム１に接合している幅ｗは、金属配線層４の幅Ｗの８５〜９５％となっている（ｗ／Ｗ＝０．８５〜０．９５）。金属配線層４のアンダーカット９の幅ｄは、ｄ＝（Ｗ−ｗ）／２の関係になっている。つまり、アンダーカット９の幅ｄが、ｄ＝［１−（０．８５〜０．９５）］Ｗ／２の範囲であれば、接合強度不足に陥ることはなく、信頼性の高いフレキシブル配線基板となる。
フレキシブル配線基板の形成に当たって、金属配線層のアンダーカットを完全に無くすことは製造歩留まりの観点からもかなり難しいことから、多少のアンダーカットが残存していても接合強度向上に寄与することができる。
【００１５】
次に、本発明におけるフレキシブル配線基板の製造方法の一例について図を用いて説明する。
図３は、本発明のフレキシブル配線基板の製造方法を説明する断面工程図である。
先ず図３（ａ）に示すように、絶縁樹脂フィルム１の片面にニッケル／クロム合金からなる第一の金属シード層２及び銅スパッタ膜からなる第二の金属シード層３が形成された２層ＣＣＬ（ Copper Clad Laminate ) 基材の、第二の金属シード層３をなす銅スパッタ層の表面にドライフィルムからなるフォトレジスト層１７をラミネート法によりを形成する。
次に図３（ｂ）に示すように、フォトレジスト層１７に所望の回路パターンマスク１８を用いて露光し、現像してフォトレジストパターン７を形成する。このときの回路パターンマスク１８は後の工程で回路配線幅がエッチングにより細くなるため、予め回路配線幅が広くなるように補正しておく。すなわち、回路配線用の回路パターンマスク１８の幅Ｗ’は、所望の金属配線層の幅Ｗよりもエッチング工程でエッチングすべき幅を見越して広くしておく。反対に金属配線層間の間隔Ｗ”は、所望の金属配線層の幅Ｗよりも狭くしておく。つまり、図３（ｂ）においてＷ”＜Ｗ＜Ｗ’の関係になるようにしておく。広くする割合（Ｗ’−Ｗ）は、エッチング工程に起因して生じるであろうアンダーカット幅の０．５〜３倍、好ましくは１〜３倍広くしておく。アンダーカット幅はレジストにもよるが、例えば日立化成（株）製のＲＹ３２１５ではおよそ０．５〜１．５μｍ発生することがある。この場合の金属配線層幅は目標とする金属配線層幅に対し、レジストパターンにおいて１〜５μｍ広く補正することが望ましい。
【００１６】
次に図３（ｃ）に示すように、フォトレジストパターン７の開口部に露出する銅スパッタ層表面に重ねて銅めっきを施し金属配線層４の形成を行う。銅めっきは市販の硫酸銅めっき浴が使用できる。その後、フォトレジストパターン７を水酸化ナトリウム水溶液などを用いて剥離除去する。
次に図３（ｄ）に示すように、回路配線間に露出する銅スパッタ層を市販のソフトエッチング液を用いでエッチング除去し、ニッケル／クロム合金層を露出させる。このとき、同時にあるいはその後、金属配線層４の側面４ａのエッチングも行うため、従来の銅スパッタのみのエッチングよりも過剰にエッチングを行う。また、回金属路配線上面と金属配線層側面でエッチング速度の選択性を持たせ、金属配線層側面のエッチングが進みやすくさせるためにスプレーエッチングを使用することが好ましい。
また、このとき金属配線層側面がエッチングされることで金属配線層が細くなるが、ここで所望の金属配線層幅Ｗが得られるようにする。
【００１７】
次に図３（ｅ）に示すように、露出したニッケル／クロム合金層を市販のニッケル／クロム選択エッチング液などを用いて除去する。
その後図３（ｆ）に示すように、従来の技術同様に必要に応じて金属配線層４の周囲に絶縁保護膜５を形成する。
【００１８】
上記工程によると隙間が狭いアンダーカット部分はエッチングが進みにくく、エッチング液の循環が良い金属配線層側面はエッチング進み易くなる。このために予め金属配線層幅を大きく形成しておき、前記図３（ｄ）の工程において過剰なエッチングを行うことでアンダーカットを減少させることが可能となる。
また、上記３（ｄ）の工程で先ず従来通りの銅スパッタのエッチングのみ行い、その後図３（ｅ）の工程の後に回路配線側面のエッチングを行っても同様の効果が得られる。
［実施例及び比較例］
以下に本発明よる実施例及び比較例を示して説明する。
【実施例１】
【００１９】
図３に示す工程図に従って、フレキシブル回路基板を作製した。
本実施例においては厚さ３８μｍのポリイミドフィルム上にスパッタリング法で形成された厚さ１７０Åのニッケル／クロム層及び厚さ０．１μｍの銅スパッタ層が形成された２層ＣＣＬ基材を使用した。
先ず図３（ａ）に示すように、銅スパッタ層の表面にドライフィルムレジスト（品名ＲＹ−３２１５：日立化成（株）製）をラミネートした。
次に図３（ｂ）に示すように、照度４０ｍＪで露光し、温度３０℃の１％炭酸ナトリウム水溶液にレジストフィルムを接して現像を行い、レジスト回路パターンの形成を行った。このとき露光パターンマスクは最終目標とするライン／スペース幅；１０μｍ／１０μｍに対して、１３μｍ／７μｍと回路配線パターンの幅が３μｍ大きくなるようにした。
【００２０】
次に図３（ｃ）に示すように市販の硫酸銅めっき浴を用い、厚さ約９μｍの銅めっきを行なった。その後、ドライフィルムレジストを濃度５％の水酸化ナトリウム水溶液を用いて剥離除去した。
次に図３（ｄ）に示すように、主成分が硫酸及び過酸化水素からなるソフトエッチング液（品名ＣＰＥ８００：菱江化学（株）製）を用いて、温度３０℃、圧力０．１ＭＰａの条件で約３０秒間スプレー処理を行った。
【００２１】
次いで、図３（ｅ）に示すように、露出したニッケル／クロム合金層を市販のニッケル／クロム選択エッチング液（品名ＣＨ１９２０：メック（株）製）を用いて温度４０℃で２秒間浸漬してニッケル／クロム合金層を除去した。
得られたフレキシブル配線基板の配線ピール強度測定と断面による回路配線寸法の測定を行い表１の結果を得た。
【００２２】
【表１】
2007123622.tif 000003
【００２３】
（比較例１）
図４の工程図に基づいてフレキシブル回路基板を作製した。
本比較例においては上記実施例１と同様に厚さ３８μｍのポリイミドフィルム上にスパッタリング法で形成された厚さ１７０Åのニッケル／クロム層及び厚さ０．１μｍの銅スパッタ層が形成された２層ＣＣＬ基材を用いた。
先ず図４（ａ）に示すように、本発明における実施例１と同様に銅スパッタ層の表面にドライフィルムレジスト（品名ＲＹ−３２１５：日立化成（株）製）をラミネート法により形成した。
次に図４（ｂ）に示すように、照度４０ｍＪで露光し、温度３０℃の１％炭酸ナトリウム水溶液にレジストフィルムを接して現像を行った。また、このとき露光パターンマスクは最終目標通りのライン／スペース幅が１０μｍ／１０μｍとなるようにした。
【００２４】
次に図４（ｃ）に示すように、市販の硫酸銅めっき浴を用い、厚さ約８μｍの銅めっきを行った。その後、ドライフィルムレジストを濃度５％の水酸化ナトリウム水溶液を用いて剥離除去した。
次に図２（ｄ）に示すように、主成分が硫酸及び過酸化水素からなるソフトエッチング液（品名ＣＰＥ８００：菱江化学（株）製）を用いて、温度３０℃の条件で約１５秒間浸漬処理を行った。
最後に図２（ｅ）に示すように露出したニッケル／クロム合金層を市販のニッケル／クロム選択エッチング液（品名ＣＨ１９２０：メック（株）製）を用いて温度４０℃で２分間浸漬してニッケル／クロム合金層を除去した。
【００２５】
得られたフレキシブル配線基板の配線ピール強度測定と断面による回路配線寸法の測定を行い、表２の結果を得た。
【００２６】
【表２】
2007123622.tif 000004
【００２７】
表１と表２とを比較すると、比較例１では実施例１に比べてアンダーカット深さが大きく、接合割合が低いので、ピール強度が低いことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るフレキシブル配線基板の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るフレキシブル配線基板の構造を示す断面図である。
【図３】本発明のフレキシブル配線基板の製造方法を説明する断面工程図である。
【図４】従来のフレキシブル配線基板の製造方法を説明する断面工程図である。
【図５】従来のフレキシブル配線基板の構造を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  絶縁フィルム
２  第一の金属シード層
３  第二の金属シード層
４  金属配線層
５  絶縁膜
７  フォトレジストパターン
９  アンダーカット
１４  くびれ
１７  フォトレジスト層
１８  パターンマスク
２７  張り出し部
【図１】
2007123622.tif 000005
【図２】
2007123622.tif 000006
【図３】
2007123622.tif 000007
【図４】
2007123622.tif 000008
【図５】
2007123622.tif 000009