(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１カ所以上配線ピッチが８０μｍ以下で、その箇所の導体厚みが配線ピッチの１／２以上である導体パターン、絶縁材料、該導体パターンの該絶縁材料と接触していない部分を覆う金の拡散を防止できる第１の金属層、及び該第１の金属層の表面を覆う金またはその合金からなる第２の金属層を有する微細厚膜接続基板の製造方法であって、
アルミまたはその合金からなる導電性基板にレジストの回路パターンを形成する工程と、レジストの形成されていない基板表面にＮｉまたはＮｉ−ＰまたはＮｉ−Ｂからなる第１の金属層をメッキする工程と、更に導電性基板の回路パターンを形成した面に銅、銅合金、及び銅銀合金からなる群から選択されるいずれかからなる導体パターンを形成する工程と、レジストを除去する工程と、形成された導体パターンを内側にして導電性基板どうし、または導電性基板を絶縁基板の両面または片面に接着剤を用いて接着する工程と、導電性基板を溶解除去する工程と、接合に使われるランドに金メッキをする工程とからなる微細厚膜接続基板の製造方法。
【請求項２】
少なくとも１カ所以上配線ピッチが８０μｍ以下で、その箇所の導体厚みが配線ピッチの１／２以上である導体パターン、絶縁材料、該導体パターンの該絶縁材料と接触していない部分を覆う金の拡散を防止できる第１の金属層、及び該第１の金属層の表面を覆う金またはその合金からなる第２の金属層を有する微細厚膜接続基板の製造方法であって、
アルミまたはその合金からなる導電性基板にジンケート処理を行う工程と、アルカリ現像タイプドライフィルムレジストの回路パターンを形成する工程と、レジストの形成されていない基板表面にＮｉまたはＮｉ−ＰまたはＮｉ−Ｂからなる第１の金属層をメッキする工程と、更に導電性基板の回路パターンを形成した面に酸性電解銅メッキを行い銅からなる導体パターンを形成する工程と、前記ドライフィルムレジストを除去する工程と、形成された導体パターンを内側にして導電性基板どうしまたは導電性基板を絶縁基板の両面もしくは片面に接着剤を用いて接着する工程と、導電性基板を溶解除去する工程と、接合に使われるランドに金メッキをする工程とからなる微細厚膜接続基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配線密度の高い、液晶やＬＳＩの実装基板・接続部品とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液晶の駆動回路基板は表面にＬＳＩのチップを載せワイアボンディングで基板とＬＳＩを接続するか、バンプを２次元的に配置したＬＳＩチップをフェイスダウンで基板に実装後、基板の他の接続端子部分を異方導電性シート（ＡＣＦ）で液晶基板の端子部に接続する。ここで液晶のＶＧＡ、Ｓ−ＶＧＡの出現により、より高密度な実装基板が必要とされ、一方では、接続端子が１次元的にチップの外周４辺にレイアウトされているため、ＬＳＩの集積度があがらずコストダウンの妨げになっている。
【０００３】
また異方導電性シートで接続する場合、基板面から導体が凸になっていると接続される両方の面から飛び出た凸が互い違いにはまりこみショートしてしまう。そのため基板面のどちらか一方を平坦にすることがこういった基板では必要とされる。そこで配線密度が高く、かつ基板面から導体が飛び出ていない構造の基板が強く要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、こう言った接続基板はエッチング法で作られてきたが、配線密度が高くなるのに従い、いわゆるメッキ法、つまりメッキで必要なところに導体を形成する方法が有力になってきた。特に導電性基板にレジストを形成し基板を陰極とし電解メッキを施すことで導体を形成し、その後メッキ面を内側にしてプリプレグで張り合わせ、導電性基板を除去して配線基板を形成する方法が最も有効である。この方法によれば導体はレジストの壁にその形状を制御され、配線密度が高くても厚みを厚くできその結果回路抵抗を低くできる。しかも基板表面には導体が飛び出ていないのでＡＣＦの接続でも良好である。
【０００５】
しかし、こう言った基板では接続部はワイアボンディングやＡＣＦでの接続信頼性を上げるため金メッキを施す必要がある。金メッキ層は下地の銅と拡散を起こし熱や放置により金層が表面からなくなってしまう。そこで一般には銅の上にＮｉまたはその合金の様な拡散防止膜を引いてから金メッキを行う。
しかし、表面が平坦になっても更にＮｉメッキを行うとそのために表面が凸状になり、同時に線間も狭くなる（図２参照）。この結果下記の問題が発生する。
【０００６】
▲１▼高配線密度基板ではＮｉメッキを例えば５μｍ（金メッキの下地として一般的な厚み）行うと線間はほぼその２倍の１０μｍ狭くなる。これはＮｉメッキは特に平滑性が高く厚みと同じかそれ以上広がる性質があるからである。従って線間絶縁が低下する。また表面に５μｍ程度の凸状部分ができてしまい、微細ピッチでのＡＣＦ接続では問題になる。
▲２▼表面に凸部分ができると種々の処理によりその凸部分に処理液の残留を起こし、マイグレーションの原因となる。しかも環境雰囲気にさらされる回路パターンの表面積が増加するのでマイグレーションを促進してしまう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は前記の問題を解決するため、少なくとも１カ所以上配線ピッチが８０μｍ以下で、その箇所の導体厚みが配線ピッチの１／２以上である微細厚膜接続基板であって、導体パターンの絶縁材料と接触していない部分が金の拡散を防止できる第１の金属層に覆われており、かつ第１の金属層を含めて導体パターンが同一の絶縁材料に埋め込まれ、更に導体パターンの一部の表面には金またはその合金からなる第２の金属層が形成されていることを特徴とする微細厚膜接続基板であり、また拡散防止金属がＮｉ、Ｔｉ、Ｗのいずれかまたはその合金、またはいずれか１種を含む合金であることを特徴とする前記微細厚膜接続基板であり、拡散防止金属がＮｉ−ＰまたはＮｉ−Ｂであることを特徴とする前記微細厚膜接続基板を提供するものである。
【０００８】
また前記問題を解決するために、導電性基板にレジストの回路パターンを形成する工程と、レジストの形成されていない基板表面に拡散防止金属をメッキする工程と、更に導電性基板の回路パターンを形成した面に導電性金属をメッキし、ピッチの１／２倍以上の厚みの導体パターンを形成する工程と、レジストを除去する工程と、形成された導体パターンを内側にして基板どうし、または絶縁基板の両面または片面に接着する工程と、基板を溶解除去する工程とからなる微細厚膜接続基板の製造方法を提供するものであり、アルミまたはその合金からなる基板にジンケート処理を行う工程と、アルカリ現像タイプドライフィルムレジストの回路パターンを形成する工程と、レジストの形成されていない基板表面にＮｉまたはＮｉ−ＰまたはＮｉ−Ｂをメッキする工程と、更に導電性基板の回路パターンを形成した面に酸性電解銅メッキを行い、基板内の最も配線密度の高い所のピッチの１／２倍以上の厚みの銅を形成する工程と、前記ドライフィルムレジストを除去する工程と、形成された導体パターンを内側にして基板どうし、または絶縁基板の両面または片面に接着する工程と、基板を溶解除去する工程とからなる微細厚膜接続基板の製造方法を提供するものである。
【０００９】
【作用】
本発明では接続のための表面保護金属である金の拡散防止層、例えばＮｉメッキ層を含めて基板絶縁層の中に埋め込むことにより、線間の絶縁を防止することができ、表面を拡散防止層を含めて平滑にすることにより、銅マイグレーションの原因となる処理液の残留、環境雰囲気にさらされる回路パターンの表面積をなくし、信頼性を高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を例を挙げて具体的に詳述する。
本発明の導電性基板としてアルミまたはその合金からなる基板が用いられる。基板はその表面性が最終製品の表面性に大きく影響を与えるためできる限り鏡面を持つ基板が好ましい。基板の厚みは自由に選択できるが、一般には１０μｍ〜２００μｍが良い。薄すぎるとハンドリングでしわや傷が発生しやすく、かつ抵抗が高くなり、電解メッキの均一性を損なう。
またアルミの純度は、９９％以上が良く、好ましくは９９．６％以上のいわゆるＪＩＳ規格で１Ｎ３０以上が好ましい。純度が低すぎるとメッキの均一性や基板エッチングでのむらを生じる。
【００１１】
本発明で用いられるレジストとしては、レジスト工程以降の薬品に耐性があり、必要な導体厚み程度の厚みを有し、かつその厚みにおいて必要な解像力が得られればよいが、一般には高解像力を持つドライフィルムレジストが作業性などの特性から好ましい。更にドライフィルムの中でも環境対策や剥離の簡便性からアルカリ現像タイプのドライフィルムが好ましい。
次にアルカリ現像タイプドライフィルムレジストの回路パターンを形成する場合、更にドライフィルムレジストの密着性向上と基板面からのマスク露光時の光の反射を防止する上でレジスト工程に先だって基板に亜鉛の置換メッキ、いわゆるジンケート処理を行う方が良い。これにより微細で厚膜な導体をメッキするために必要なアスペクトの高いレジスト、つまり幅が狭く且つ厚みが厚いレジストが形成できる（図３参照）。レジスト厚みはレジストの解像力とジンケート下地の表面状態に依存するが、最終的に得ようとする導体厚み以上が好ましい。
【００１２】
第１の金属層は、レジストの形成されていない基板表面に拡散防止金属のメッキを行うことにより形成される。拡散防止金属としては、Ｎｉ，Ｔｉ，Ｗのいずれか、またはその合金、またはいずれか１種を含む合金が用いられ、拡散防止特性や経済面から特にＮｉまたはその合金Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂが好ましい。このＮｉ（またはＮｉ合金）層はアルミ基板の酸に対する弱さを防ぐバリア層となり、後の工程である酸性銅メッキから基板を守ることや、最終製品での基板からの銅マイグレーションを防止しつつ基板表面からの突出を防ぐ効果がある。
拡散防止金属のメッキは、電解メッキでも無電解メッキでも良いが、特に無電解メッキが設備的にも有利である。ここでメッキ液はいずれでも良いが、アルカリ性ではドライフィルムレジストが溶解してしまうため、中性または酸性のメッキ液であることが望ましい。さらに基材のメッキ液への溶解を考えると中性に近いことが望ましい。この点でＮｉまたはその合金は中性領域に近いメッキ液が多いので好ましい。
【００１３】
次に導体パターンの主たる第２の金属層を形成する。導体パターンとしては銅、銅合金、銅銀合金などの導電性材料が用いられ、その導体厚みは配線ピッチの１／２以上であることが好ましい。例えば、基板を陰極とし、導電性基板の回路パターンを形成した面に酸性電解銅メッキを行い、基板内最小ピッチの１／２倍以上の厚みの銅を形成する（図４参照）。またメッキ厚みが薄いと形成された基板の回路抵抗が高くなり、液晶駆動回路に用いた場合には画面のＳ／Ｎ比が低下する。また回路抵抗が高くなることで伝達可能周波数が低下する。
酸性銅メッキを行う場合は、アルカリ性の銅メッキ液ではレジストが溶解してしまうため、良好な添加剤を選択することで良好な質の銅が低コストで形成できる硫酸銅メッキが好ましい。
メッキ終了後、ドライフィルムレジストを除去する。一般には苛性ソーダが用いられる。
【００１４】
次に形成された導体パターンを内側にして基板どうし、または絶縁基板の両面または片面に接着剤を用いて接着する（図５参照）。一般に使われているプリプレグか接着剤シート（この場合シートは基材フィルムの両面に接着剤がついているものでも接着剤のみの物でも良い）を用いれば良い。
ここで用いられた接着剤は硬化後、絶縁材料となる。また基材フィルムの両面に接着剤がついている基材フィルムを含めて絶縁材料となる。
次に基板を溶解除去する。溶解する液としては導体パターンや拡散防止金属を溶解する速度より導電性基板を溶解する速度が十分大きいものを選ぶ。例えば、導体パターンが銅で拡散防止金属がＮｉで基板がアルミであれば１０％程度の塩酸が好ましい。
【００１５】
最後に必要に応じて金メッキを行う（図６参照）。実際には接合に使われるランドには金メッキをする。これは通常Ｎｉメッキの上に行う金メッキプロセスであれば何でもよいがメッキ厚みとしては通常１μｍ以下で行う。また、コストの上から金メッキ前にメッキ不要部分があれば耐金メッキレジストで不要部分をコーティングしても良い。
本発明の製造方法で得られた微細厚膜接続基板の導体パターンは先に述べた拡散防止金属層を含めて同一の絶縁材料に埋め込まれており、表面が平滑で、かつそのため表面における汚染がないのでマイグレーションのない微細厚膜接続基板となる（図１参照）。以下、実施例を挙げるが本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１６】
【実施例１】
厚み１５０μｍ、純度規格１Ｎ３０で表面アルミ箔に上村工業（株）製ジンケート液（ＡＺ−４０１−３Ｘ）を３倍に希釈した液で液温３０℃、８０秒処理した。水洗後、１５％硝酸で２０秒間洗浄し、再び前記ジンケート液で液温３０℃８０秒処理し、その後水洗した。
次に旭化成工業（株）製ドライフィルムレジスト（ＳＰＧー２０１、厚み２０μｍ）をラミネートし、線ピッチ５０μｍ、線幅２５μｍ（レジストが除去される幅）、線間２５μｍのマスクパターンを露光器で露光し、現像した。
得られた基板を奥野製薬（株）製ＮｉーＰ電解メッキ液、商標ニッケリン浴（ＬニッケリンＤを２００ｃｃ／リットル、硫酸ニッケル１５０ｇ／リットル、塩化ナトリウム３０ｇ／リットル）で液温６０℃、８分メッキし約５μｍのＮｉ−Ｐ層を形成した。次に硫酸銅メッキ液により銅を３０μｍメッキし、ピッチ５０μｍ線幅２５μｍパターン厚み３５μｍのパターンを形成した。
【００１７】
次いでドライフィルムレジストを３％苛性ソーダで除去し、日立化成工業（株）製プリプレグ（ＧＥＡ−６７Ｎ  ＫＬＮ）を介して上で得られた基板を銅メッキパターンがある側を内側にして接着した。次にアルミ基板を１０％の塩酸で溶解除去した。
得られた基板は回路パターンの表面に出ている部分はＮｉ−Ｐで覆われているので、その上に直接置換型無電解金メッキ液（エヌ・イーケムキャット（株）製商標Ａｔｏｍｅｘ）で置換メッキ後、自己触媒無電解メッキ液（エヌ・イーケムキャット（株）製商標Ｓｕｐｅｒ  Ｍｅｘ＃６００）で合計約０．５μｍ金を析出させた。
得られた基板は配線密度５０μｍ、導体厚み３５μｍで表面はＮｉ−Ｐ５μｍ＋金０．５μｍで覆われており、１００ｍｍ×３０ｍｍの基板１５０枚中不良は無く、且つ線間に５０Ｖをかけ、６０℃、９０〜９５％環境下で１０００時間後でも線間絶縁に変化は無かった。
【００１８】
【実施例２】
厚み８０μｍ、純度規格１Ｎ３０で表面アルミ箔に上村工業（株）製ジンケート液（ＡＺ−４０１−３Ｘ）を３倍に希釈した液で液温３０℃、８０秒処理した。水洗後、１５％硝酸で２０秒間洗浄し、再び前記ジンケート液で液温３０℃、８０秒処理しその後水洗した。
次に旭化成工業（株）製ドライフィルムレジスト（ＳＰＧ−２０１、厚み２０μｍ）をラミネートし、線ピッチ２６μｍ、線幅１３μｍ（レジストが除去される幅）、線間１３μｍのマスクパターンを露光器で露光し、現像した。
得られた基板を奥野製薬（株）製Ｎｉ無電解メッキ液（ＩＣＰ−ニコロンＵ）を８５℃処理し、約２μｍのＮｉ−Ｐを形成した。次に硫酸銅メッキ液により銅を１５μｍメッキし、ピッチ２６μｍ、線幅１３μｍパターン厚み１７μｍのパターンを形成した。
【００１９】
次いでドライフィルムレジストを３％苛性ソーダで除去し、東レデュポン（株）製ポリイミドフィルム（５０μｍ厚み）の表面に接着剤シート、商標パイラックス（ＬＦ−０１００  ５００Ｈ、厚み２５μｍ、デュポンジャパンリミテッド（株）製）を介して上で得られた基板を銅メッキパターンがある側を内側にして接着した。次にアルミ基板を１０％の塩酸で溶解除去した。
【００２０】
得られた基板は回路パターンの表面に出ている部分はＮｉ−Ｐで覆われているので、その上に直接置換型無電解金メッキ液（エヌ・イーケムキャット（株）製商標Ｓｕｐｅｒ  Ｍｅｘ＃２００）で約０．１μｍ金を析出させた。
得られた基板は配線ピッチ２６μｍ、導体厚み１７μｍで表面はＮｉ−Ｐ２μｍ＋金０．１μｍで覆われており、８０ｍｍ×１５ｍｍの基板１５０枚中不良は無く、且つ線間に２５Ｖをかけ、６０℃、９０〜９５％環境下で１０００時間後でも線間絶縁に変化は無かった。
【００２１】
【実施例３】
厚み８０μｍ、純度規格１Ｎ３０で表面アルミ箔に上村工業（株）製ジンケート液（ＡＺ−４０１−３Ｘ）を３倍に希釈した液で液温３０℃、８０秒処理した。水洗後、１５％硝酸で２０秒間洗浄し、再び前記ジンケート液で液温３０℃、８０秒処理しその後水洗した。
次に旭化成工業（株）製ドライフィルムレジスト（ＳＰＧ−２０１、厚み２０μｍ）をラミネートし、線ピッチ２６μｍ、線幅１３μｍ（レジストが除去される幅）、線間１３μｍのマスクパターンを露光器で露光し、現像した。
得られた基板を奥野製薬（株）製Ｎｉ−Ｂ無電解メッキ液（トップケミアロイＢ−１）を液温６５℃で処理し約２μｍのＮｉ−Ｂを形成した。
【００２２】
次に硫酸銅メッキ液により銅を１５μｍメッキし、ピッチ２６μｍ、線幅１３μｍパターン厚み１７μｍのパターンを形成した。
次いでドライフィルムレジストを３％苛性ソーダで除去し、東レデュポン（株）製ポリイミドフィルム（５０μｍ厚み）の表面に接着剤シート、商標パイラックス（ＬＦ−０１００  ５００Ｈ、厚み２５μｍ、デュポンジャパンリミテッド（株）製）を介して上で得られた基板を銅メッキパターンがある側を内側にして接着した。次にアルミ基板を１０％の塩酸で溶解除去した。
【００２３】
得られた基板は回路パターンの表面に出ている部分はＮｉ−Ｂで覆われているのでその上に直接置換型無電解金メッキ液（エヌ・イーケムキャット（株）製商標Ｓｕｐｅｒ  Ｍｅｘ＃２００）で約０．１μｍ金を析出させた。
得られた基板は配線ピッチ２６μｍ、導体厚み１７μｍで表面はＮｉ−Ｂ２μｍ＋金０．１μｍで覆われており、８０ｍｍ×１５ｍｍの基板１５０枚中不良は無く、且つ線間に２５Ｖをかけ、６０℃、９０〜９５％環境下で１０００時間後でも線間絶縁に変化は無かった。
【００２４】
【比較例１】
厚み１５０μｍ、純度規格１Ｎ３０で表面アルミ箔に上村工業（株）製ジンケート液（ＡＺ−４０１−３Ｘ）を３倍に希釈した液で液温３０℃、８０秒処理した。水洗後、１５％硝酸で２０秒間洗浄し、再び前記ジンケート液で液温３０℃、８０秒処理し、その後水洗した。
次に旭化成工業（株）製ドライフィルムレジスト（ＳＰＧ−２０１、厚み２０μｍ）をラミネートし、線ピッチ５０μｍ、線幅２５μｍ（レジストが除去される幅）、線間２５μｍのマスクパターンを露光器で露光し、現像した。
得られた基板をピロリン酸銅メッキで約２μｍの銅を形成した。このときドライフィルムに一部剥離が見られた。
【００２５】
次に硫酸銅メッキ液により銅を３３μｍメッキし、ピッチ５０μｍ線幅２５μｍパターン厚み３５μｍのパターンを形成した。
次いでドライフィルムレジストを３％苛性ソーダで除去し、日立化成工業（株）製プリプレグ（ＧＥＡ−６７Ｎ  ＫＬＮ）を介して上で得られた基板を銅メッキパターンがある側を内側にして接着した。
次にアルミ基板を１０％の塩酸で溶解除去した。得られた基板は回路パターンの表面に出ている部分は銅なので表面を１０％硫酸で洗浄後、Ｎｉ電解メッキワット浴に荏原ユージライト（株）製光沢ニッケル＃６６プロセス（添加剤は＃６１０、＃６２、＃６３を所定量添加した建浴液）で５μｍ、Ｎｉを形成した。
更にその上に直接電解金メッキ液（エヌ・イーケムキャット（株）製ＥＣＦ−６８）で約０．５μｍ金を析出させた。
【００２６】
得られた基板は配線ピッチ５０μｍ、導体厚み３５μｍで線間ギャップは平均１０μｍであるが、基板によってはドライフィルムの剥離によると思われるショート箇所が数多く見られ、線間ギャップが０μｍに見える所もあった。１００ｍｍ×３０ｍｍの基板１５０枚中不良は９３枚あり、残る良品７７枚に線間に５０Ｖをかけ、６０℃、９０〜９５％環境下で１０００時間放置後、絶縁があったのが６９枚で８枚は絶縁不良になっていた。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の微細厚膜接続基板は従来の基板に比べて、微細、且つ厚膜でありながら、接続部分の拡散防止金属層により線間のギャップが狭くなることなく、拡散防止層によりマイグレーションがない信頼性の高い基板であり、また表面の凸がないので異方導電性シートによる接続においても信頼性の高いものである。従って、高密度のＬＳＩや液晶の実装が可能である。
また本発明の方法によれば上記の微細厚膜接続基板が短い工程で製造可能となり、低コストな接続基板を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微細厚膜接続基板の断面図を示す。
【図２】従来の接続基板の断面図を示す。
【図３】アルミ基板にジンケート処理を行った後ドライフィルムレジストを形成した断面図である。
【図４】更にＮｉメッキと銅メッキを行い、配線ピッチの１／２倍以上の厚みの導体を形成した断面図である。
【図５】アルミ基板の導体を形成した側の面を内側にしてプリプレグで接着した断面図である。
【図６】アルミ基板をエッチングした後、表面に出たＮｉ層の上に金メッキをした断面図である。
【符号の説明】
１  銅（パターン）
２  絶縁層
３  Ｎｉ（またはＮｉ−ＰまたはＮｉ−Ｂ）層
４  Ａｕ層
５  アルミ基板
６  ドライフィルムレジスト（パターン形成後）
７  ジンケート層
８  Ｎｉ層
【図１】
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【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】
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