(57)【要約】【課題】  絶縁フィルムの少なくとも一方の面に銅層が積層された積層フィルムに対して、銅層を所望の厚さまで薄くする処理を行う際に、処理時間が短く、しかも処理後の銅層の厚さバラツキが小さいプリント配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】  本発明のプリント配線基板の製造方法は、絶縁フィルムの少なくとも一方の面に銅層が積層された積層フィルムを、塩化第２銅または塩化第２鉄を主成分として含有する第１のエッチング液で処理して銅層の厚さを薄くする工程と、第１のエッチング液で処理した積層フィルムを、硫酸および過酸化水素を主成分として含有する第２のエッチング液で処理して銅層の厚さを調整する工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁フィルムの少なくとも一方の面に銅層が積層された積層フィルムを、塩化第２銅または塩化第２鉄を主成分として含有する第１のエッチング液で処理して銅層の厚さを薄くする工程と、
第１のエッチング液で処理した積層フィルムを、硫酸および過酸化水素を主成分として含有する第２のエッチング液で処理して銅層の厚さを調整する工程と、を含むことを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項２】
第２のエッチング液で処理した積層フィルムにおける銅層の上に、配線パターンに対応する部分のみ銅層が露出するようにメッキレジストを形成する工程と、
銅層が露出した部分に、金属メッキ層を形成する工程と、
積層フィルムからメッキレジストを除去する工程と、
配線となる金属メッキ層の間に残存する銅層をフラッシュエッチングにより除去する工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップなどの電子部品が実装されるプリント配線基板（例えば、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープ、ＣＯＦ（Chip On Film）テープ、ＢＧＡ（Ball Grid Array）テープ、ＣＳＰ（Chip Size Package）テープ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）テープ、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）など）の製造
方法に関する。なお、本明細書において、「プリント配線基板」には、長尺方向に配線パターンが繰り返し形成されたテープと、電子部品実装後にこの長尺テープから個々のテープキャリアとしたものの両方が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ（集積回路）、ＬＳＩ（大規模集積回路）などの電子部品を液晶表示装置、プリンタなどに実装する際に各種のプリント配線基板が使用されている。近年ではこうした機器の小型化、軽量化、高機能化の要望が強く、これに伴ってプリント配線基板の導体配線パターンの微細化、高密度化が進んでいる。最近では、ピッチ幅が３０μｍを下回るようなプリント配線基板も実用化されている。
【０００３】
このような狭ピッチの配線パターンを有するプリント配線基板では、半導体チップを実装する際にＣＯＦ（Chip On Film）方式などが用いられている。従来、プリント配線基板を製造するに際し、絶縁フィルム上に配線パターンを形成する方法として、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などが用いられてきたが、上記のような狭ピッチの配線を形成するために適切な方法として、セミアディティブ法が注目されている（特許文献１〜３）。
【０００４】
セミアディティブ法による配線パターンの形成は次のように行われる。まず、ポリイミドフィルムなどの絶縁フィルムの上に薄い下地金属層が積層された積層フィルムを用意する。
【０００５】
この下地金属層の表面に、配線パターンを形成する部分のみ下地金属層が露出するようにメッキレジストを形成する。メッキレジストは、感光性のドライフィルムまたは液状のフォトレジストを用いてパターンを露光、現像する方法などにより形成される。
【０００６】
次に、メッキレジストで被覆されていない下地金属層が露出した部分に、電解メッキなどにより金属メッキ層を形成する。この金属メッキ層の厚さは、下地金属層の厚さに比べて充分に厚く、例えば１０μｍ程度の厚さになるように形成される。
【０００７】
そして、アルカリ溶液などによりメッキレジストを除去した後、金属メッキ層の間に残存している下地金属層をフラッシュエッチングで除去することによって配線パターンが形成される。
【特許文献１】特開２００３−７８２３４号公報
【特許文献２】特開２００３−２５８４１１号公報
【特許文献３】特開２００４−９５９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の下地金属層の厚さが大きいと、フラッシュエッチングで下地金属層を除去する際に、下地金属層と共に配線側面の底部側がエッチングされて、配線際にアンダーカットが生じ易くなる。そのため、下地金属層の厚さは薄くする必要がある。例えば、市販されて
いる銅張積層板を２層基材として用いた場合、厚さ８μｍ程度の銅層を化学研磨によって厚さ０．１〜３μｍまで薄くしたものを用いている。
【０００９】
薄い下地金属層を得るために、硫酸−過酸化水素系または過硫酸アンモニウム系のエッチング液を用いると、エッチング速度が遅いため、下地金属層が所望の厚さとなるまでに要するエッチング時間が非常に長くなる。
【００１０】
また、薄い下地金属層を得るために、塩化第２銅エッチング液または塩化第２鉄エッチング液を用いると、エッチング速度が速いため、下地金属層の厚さが均一となるように制御することが難しくなる。そのため、エッチング処理後の下地金属層は厚さバラツキが大きくなる。
【００１１】
このように厚さバラツキが大きい表面状態では、メッキレジストであるドライフィルムレジストを後続する工程で被覆する際に、下地金属層に対するドライフィルムレジストの密着性が低下する。ドライフィルムレジストの密着性が良好でないと、電解メッキ時にドライフィルムレジストと下地金属層との間にメッキ液が浸入する場合があり、良好な配線パターンが得られないことがある。
【００１２】
一方、サブトラクティブ法で配線パターンを形成する場合にも、配線パターンを形成する前に、予め積層フィルムにおける銅層を所望の厚さまで薄くすることがあるが、この場合にも、上記の方法では、厚さバラツキの小さい所望厚さの銅層を短時間で得ることは難しいという問題があった。
【００１３】
本発明は、絶縁フィルムの少なくとも一方の面に銅層が積層された積層フィルムに対して、銅層を所望の厚さまで薄くする処理を行う際に、処理時間が短く、しかも処理後の銅層の厚さバラツキが小さいプリント配線基板の製造方法を提供することを目的としている。
【００１４】
本発明は、セミアディティブ法によって配線パターンを形成する際に、短い処理時間でレジスト密着性が良好な薄い下地銅層が得られるプリント配線基板の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のプリント配線基板の製造方法は、絶縁フィルムの少なくとも一方の面に銅層が積層された積層フィルムを、塩化第２銅または塩化第２鉄を主成分として含有する第１のエッチング液で処理して銅層の厚さを薄くする工程と、
第１のエッチング液で処理した積層フィルムを、硫酸および過酸化水素を主成分として含有する第２のエッチング液で処理して銅層の厚さを調整する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明のプリント配線基板の製造方法は、第２のエッチング液で処理した積層フィルムにおける銅層の上に、配線パターンに対応する部分のみ銅層が露出するようにメッキレジストを形成する工程と、
銅層が露出した部分に、金属メッキ層を形成する工程と、
積層フィルムからメッキレジストを除去する工程と、
配線となる金属メッキ層の間に残存する銅層をフラッシュエッチングにより除去する工程と、をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、銅層を所望の厚さまで薄くする処理を短時間で行うことができ、しか
も処理後の銅層の厚さバラツキが小さい。
また本発明によれば、セミアディティブ法によって配線パターンを形成する際に、レジスト密着性が良好な薄い下地銅層を短時間で得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明について具体的に説明する。本発明において使用される積層フィルムは、絶縁フィルムの少なくとも一方の面に銅層が積層された積層フィルムである。具体的には、絶縁フィルムと銅層とからなる２層フィルム、あるいは絶縁フィルムと銅層とを接着剤を介して積層した３層フィルムを用いることができる。
【００１９】
絶縁フィルムと銅層とからなる２層フィルムとしては、絶縁フィルム上にニッケル、クロムなどの薄い金属層をスパッタリング法などにより蒸着させた後、この金属層の上に電解メッキなどにより銅層を形成した２層フィルム、キャリア箔付きの銅箔を絶縁フィルムに熱圧着した後、キャリア箔を剥離するかあるいはキャリア箔をエッチングにより除去して得られた２層フィルム、キャスティング法により得られた２層フィルムなどを挙げることができる。キャスティング法では、例えば、銅箔上にポリイミド前駆体の樹脂溶液を塗布した後、乾燥し、加熱して硬化することにより２層フィルムが得られる。
【００２０】
上記の３層フィルムは、絶縁フィルムと銅箔とを、接着剤層を介して貼着したものである。接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリアミド系接着剤などを挙げることができる。接着剤層の厚さは、通常は３〜５０μｍ、好ましくは６〜２５μｍである。
【００２１】
絶縁フィルムは、エッチングに使用される酸性液、洗浄の際に使用されるアルカリ液などに侵食されない耐薬品性を有し、電子部品をボンディングなどにより実装する際の加熱によって大きく熱変形しないような耐熱性を有していることが望ましい。
【００２２】
絶縁フィルムの具体例としては、ポリイミドフィルム、ポリイミドアミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、液晶ポリマーフィルムなどを挙げることができる。特に、ポリイミドからなる可撓性のフィルムを用いることが好ましい。
【００２３】
絶縁フィルムの平均厚さは、通常は１〜１５０μｍ、好ましくは５〜１２５μｍ、より好ましくは１５〜７５μｍである。プリント配線基板がＣＯＦである場合には、絶縁フィルムの具体例として、平均厚さが１５〜７５μｍ、好ましくは２０〜５０μｍであるポリイミドフィルムを挙げることができる。
【００２４】
絶縁フィルムの上に積層される銅層は、電解銅箔、圧延銅箔のいずれであってもよい。また、銅を主成分とする銅合金からなる層であってもよい。
以下、上記の積層フィルムを用いて、セミアディティブ法によりプリント配線基板を製造する場合について説明する。積層フィルムとしては、例えば、銅層の厚さが８μｍ程度である市販の２層フィルムを使用できる。銅層の厚さがこれよりも厚い２層フィルム、あるいは銅層の厚さがこれよりも薄い２層フィルムを用いてもよいが、銅層の厚さバラツキができるだけ小さいものが好ましい。
【００２５】
上記の積層フィルムを、塩化第２銅または塩化第２鉄を主成分として含有する第１のエッチング液で処理して銅層の厚さを薄くする。第１のエッチング液により、銅層の厚さを２〜５μｍまで薄くすることが好ましい。
【００２６】
第１のエッチング液による処理は、スプレーエッチングにより行われる。積層フィルム
は、巻き出しリールから巻き出され、巻き出しリールと巻き取りリールとの間に配置されたエッチングチャンバーへ一定速度で導入される。
【００２７】
エッチングチャンバーには、エッチング液を噴霧するスプレーノズルが積層フィルムの片面側または両面側に複数配置されている。エッチング液槽からのエッチング液がポンプによって複数のスプレーノズルへ連続的に供給され、スプレーノズルから銅層表面に対してエッチング液が均一に噴霧される。スプレーノズルには、均一な噴霧を行うための首振り機能を有しているものなどが用いられる。積層フィルムは、垂直に起立した状態で、あるいは水平に寝かせた状態でエッチングチャンバー内を搬送されながらエッチング液が噴霧される。
【００２８】
第１のエッチング液として使用される、塩化第２銅を主成分として含有するエッチング液は、塩化第２銅と、塩酸（ＨＣｌ）と、を少なくとも含有している。塩化第２銅の含有量は、好ましくは１〜４ｍｏｌ／Ｌである。塩酸の含有量は、好ましくは２〜８ｍｏｌ／Ｌである。
【００２９】
上記のエッチング液は、過酸化水素などの酸化剤を含有していてもよい。この他、少量の添加剤を含有していてもよい。
エッチング液の温度は、好ましくは３０〜６０℃である。スプレー圧力は、好ましくは０．０７〜０．３ＭＰａである。銅面へのスプレー量は、好ましくは６０〜７５０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ2である。
【００３０】
第１のエッチング液として使用される、塩化第２鉄を主成分として含有するエッチング液は、塩化第２鉄と、塩酸（ＨＣｌ）と、を少なくとも含有している。塩化第２鉄の含有量は、好ましくは１〜４ｍｏｌ／Ｌである。塩酸の含有量は、好ましくは１〜４ｍｏｌ／Ｌである。
【００３１】
上記のエッチング液は、この他、少量の添加剤を含有していてもよい。
エッチング液の温度は、好ましくは３０〜６０℃である。スプレー圧力は、好ましくは０．０７〜０．３ＭＰａである。銅面へのスプレー量は、好ましくは６０〜７５０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ2である。
【００３２】
第１のエッチング液で積層フィルムを処理した後、この積層フィルムを、硫酸および過酸化水素を含有する第２のエッチング液で処理して銅層の厚さを所望の厚さに調整する。セミアディティブ法によって配線パターンを形成する際、第２のエッチング液により、銅層の厚さを０．１〜２μｍの範囲内に調節することが好ましい。
【００３３】
第２のエッチング液による処理は、浸漬エッチングにより行われる。積層フィルムは、巻き出しリールから巻き出され、巻き出しリールと巻き取りリールとの間に配置された第２のエッチング液のエッチング槽へ導入される。第１のエッチング液によるスプレーエッチングと、第２のエッチング液による浸漬エッチングは、同一の巻き出しリールと巻き取りリールとの間で順に行うことも可能である。
【００３４】
第２のエッチング液は、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）と、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）と、を少なくとも含有している。硫酸の含有量は、好ましくは１．５〜４．５ｍｏｌ／Ｌである。過酸化水素の含有量は、好ましくは１．０〜４．０ｍｏｌ／Ｌである。
【００３５】
第２のエッチング液は、この他、適量の銅イオン、硫酸塩、および硫酸水素塩を含有していてもよい。また、過酸化水素の安定化剤などの、他の添加剤を少量含有していてもよい。
【００３６】
第２のエッチング液の温度は、好ましくは２０〜５０℃である。
第１のエッチング液による処理では、エッチング速度が速いので迅速なエッチングが可能であるが、ここで得られる銅層は、その平均厚さから±１．０〜±２．０μｍ程度の厚さバラツキが生じる。一方、第２のエッチング液による処理では、エッチング速度は遅いが、銅層との接触界面においてエッチング液の流れ（エッチング液の更新）が速い部分ほど速くエッチングされることから、銅層表面における凹部よりも凸部の方が速くエッチングされる。そのため、銅層の厚さバラツキが小さくなり、最終的には厚さバラツキを±０．１〜±０．８μｍ程度とすることができる。
【００３７】
このように、第１のエッチング液と第２のエッチング液とを用いて２段階で処理することにより、メッキレジストの密着性が良好な表面を短時間で仕上げることができ、セミアディティブ法の下地となる金属層を得るためのコストを低減できる。
【００３８】
上記のようにして下地となる銅層の厚さを調節した積層フィルムを用いて、銅層の表面に、配線パターンを形成する部分のみ銅層が露出するようにメッキレジストを形成する。メッキレジストは、感光性のドライフィルムまたは液状フォトレジストを用いてパターンを露光、現像する方法などにより形成する。
【００３９】
メッキレジストを形成した後、メッキレジストで被覆されずに銅層が露出した部分に、金属メッキ層を形成する。この金属メッキ層は、電解メッキにより形成することが好ましく、例えば、銅からなる金属メッキ層を形成する場合には、硫酸銅浴などを用い、積層フィルムの銅層を共通電極とした電解メッキが利用できる。この金属メッキ層の厚さは、通常は１〜７０μｍ、好ましくは４〜３５μｍである。ピッチが３０μｍ以下であるような配線パターンを形成するためには、下地の銅層と金属メッキ層との総和としての配線高さは、通常は１２μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下とされる。
【００４０】
次に、アルカリ溶液などによりメッキレジストを除去し、その後、金属メッキ層の間に残存した下地金属層をフラッシュエッチングで除去することによって配線パターンが形成される。配線ピッチは、２５〜５０μｍが一般的であるが、ファインピッチ化が進む中、場合によっては、配線ピッチは２５μｍ未満になる。本発明の方法は、特にピッチが３０μｍ以下である配線パターンを形成するのに適している。
【００４１】
こうして配線パターンを形成した後、半導体チップの端子と接続されるインナーリードと、入力側および出力側の外部機器と接続されるアウターリードとを除く配線パターンの領域を一面に覆うようにソルダーレジストを被覆する。その後、ソルダーレジストから露出したインナーリードおよびアウターリードに端子メッキを施すことにより、プリント配線基板が得られる。
【００４２】
ソルダーレジストは、スクリーン印刷法によりレジストインクを塗布、硬化するか、あるいは感光性のドライフィルムを被覆することにより形成される。
端子メッキとしては、例えば、スズメッキ、ニッケルメッキ、ニッケル−金メッキ、Ｃｕ−Ｓｎメッキ、Ｓｎ−Ｂｉメッキなどを挙げることができる。
【００４３】
以上にセミアディティブ法により配線パターンを形成する場合を説明したが、本発明は、サブトラクティブ法により配線パターンを形成する場合にも適用できる。この場合、積層フィルムとしては、前述した各種の２層フィルムおよび３層フィルムを使用できる。例えば、市販の積層フィルムを使用することができる。銅層の平均厚さは、通常は１〜７０μｍ、好ましくは４〜３５μｍである。
【００４４】
上記の積層フィルムを、塩化第２銅または塩化第２鉄を主成分として含有する前述した第１のエッチング液で処理して銅層の厚さを薄くする。第１のエッチング液により、銅層の平均厚さを、最終的に得ようとする平均厚さ＋１〜５μｍまで薄くすることが好ましい。
【００４５】
第１のエッチング液で積層フィルムを処理した後、この積層フィルムを、硫酸および過酸化水素を含有する前述した第２のエッチング液で処理して銅層の厚さを調整する。これにより、厚さバラツキが例えば±０．１〜±０．８μｍ程度である所望厚の銅層が得られる。
【００４６】
その後、積層フィルムの銅層の上にドライフィルムレジストを被覆するか、あるいは液状フォトレジストを塗布し、マスクを介してこのレジストに紫外線を照射することによって、形成すべき配線パターンに対応する部分を硬化させ、硬化していない部分のレジストを現像液によって溶解除去する。なお、露光により媒体に溶解可能となるフォトレジストを使用することもできる。
【００４７】
次に、レジストにより保護された部分以外の銅層を酸によるエッチングで溶解除去することにより、絶縁フィルムの表面に配線パターンを形成する。配線パターン上のレジストは、アルカリ溶液等で除去する。
【００４８】
以上のようにして得られたプリント配線基板のインナーリードと、半導体チップの外部端子とを、ボンディングツールなどを用いて加熱圧着することにより、半導体チップなどの電子部品が実装される。
【００４９】
半導体チップを実装した後、絶縁フィルムに設けられたデバイスホールから、あるいはＣＯＦテープなどの場合には絶縁フィルムと半導体チップとの隙間から、エポキシなどの樹脂を流し込んで硬化させ、インナーリードと半導体チップの外部端子との接続部を封止し、こうして半導体装置が得られる。
【００５０】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
[実施例１]
ポリイミドフィルムに銅層が積層された市販の２層フィルム（エスパネックス  新日鐵化学株式会社製、銅層の平均厚さ８μｍ）を用意した。
【００５１】
この２層フィルムをスプレー装置に搬送しながら、塩化第２銅を２ｍｏｌ／Ｌ、ＨＣｌを４ｍｏｌ／Ｌ含有する塩化第２銅系の第１のエッチング液（４０℃）を用いて、２層フィルムの銅層に対してスプレー装置のノズルからスプレー圧０．１５ＭＰａで第１のエッチング液を均一に噴霧し、約１０秒間エッチングを行った。
【００５２】
エッチング後の銅層の厚さを次の方法で測定した。接触式の膜厚計（ＭＥ−５０Ｈ  株式会社ニコン製）を用いて、幅方向に８ｍｍの間隔をおいて５点、長さ方向に５０ｍｍの間隔をおいて５点の計２５点における銅層の厚さを測定した。銅層の平均厚さは２．９８μｍ、厚さの標準偏差σは０．５３８μｍ、厚さバラツキは３σで１．６１４μｍであった。
【００５３】
次に、Ｈ2ＳＯ4を３．０ｍｏｌ／Ｌ、Ｈ2Ｏ2を２．８ｍｏｌ／Ｌ、添加剤を数十ｐｐｍ含むエッチング液に２層基材を搬送して浸漬し、３０℃で約９０秒のエッチングを行った。
【００５４】
エッチング後の銅層の厚さを上記の方法で測定したところ、銅層の平均厚さは１．４４μｍ、厚さの標準偏差σは０．１６２μｍ、厚さバラツキは３σで０．４８６μｍであった。
【００５５】
この２層基材の銅層の上に、厚さ１５μｍのドライフィルムレジスト（ＡＬＰＨＯ Ｎ
ＩＴ２１５  ニチゴーモートン社製）を積層した。ラミネート条件は、温度約１００℃、圧力０．３ＭＰａ、ラミネート速度２．０ｍ／ｍｉｎであった。
【００５６】
ドライフィルムレジストに配線に対応するパターンを約８０ｍＪ／ｃｍ2で露光し、そ
の後、１％ＮａＣＯ3水溶液を用いて、温度３０℃の条件下にてスプレーで約１５秒現像
した。
【００５７】
次に、ＦＲ（商品名、アトテック社製）１０％＋２０％Ｈ2ＳＯ4で温度４０℃にて１８０秒間、続いて１０％Ｈ2ＳＯ4で温度３０℃にて６０分間、めっき前処理を行った。
その後、ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏを６０ｇ／Ｌ、Ｈ2ＳＯ4を２１０ｇ／Ｌ、塩化物イオン５０ｐｐｍ、添加剤を数ｐｐｍ含むめっき液にて、温度２３℃、Ｄｋ＝２．０Ａ／ｄｍ2の
条件で約２０分間電解銅メッキを行い、厚さ９μｍの銅メッキ層を形成した。
【００５８】
次に、温度５０℃の３％ＮａＯＨ水溶液を、ドライフィルムレジストにスプレーで約１５秒間噴霧し、レジストを剥離除去した。
その後、Ｈ2ＳＯ4を４．１ｍｏｌ／Ｌ、Ｈ2Ｏ2を３．３ｍｏｌ／Ｌ、添加剤を数十ｐｐｍ含むエッチング液を用いて、温度３０℃の条件下にてスプレーで約２０秒間フラッシュエッチングを行い、銅メッキ層の間に残存する銅層を除去した。こうして、配線ピッチ２５μｍ（ライン幅；１３μｍ、スペース幅；１２μｍ）の配線パターンを形成した。その後、リード部分を残して配線パターンを覆うようにソルダーレジストを被覆し、リード部分に端子メッキを施してプリント配線基板を得た。
【００５９】
このプリント配線基板は、配線のアンダーカットが少なく、しかもメッキレジストが銅層表面に充分に密着していたため、良好な配線パターンが得られた。