JP2001068824A - 配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 IC素子もしくはICパッケージを対象とした実
装などに適する配線板を容易に供給できる製造法の提
供。 【解決手段】 フィルム状支持体２の一主面に積層状に
支持された導電性金属層３の主面に選択的にエッチング
レジスト膜４を設ける工程と、前記エッチングレジスト
膜４を設けた導電性金属層３の露出領域をエッチング除
去して配線パターン３′化する工程と、前記配線パター
ン３′化面に絶縁体層５を積層配置し、この積層体を加
圧一体化して配線パターン３′部を絶縁体層５に埋め込
む工程と、要すれば、前記フィルム状支持体２を除去す
る工程とを有することを特徴とする配線板の製造方法で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は配線板の製造方法に
係り、特に配線層間を貫通型の導体部で接続する構成を
備え、かつ高密度な実装が可能な配線板の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】両面型印刷配線板もしくは多層型印刷配
線板においては、両面導電パターンなどの配線層間の電
気的な接続を、次のようにして行っている。たとえば、
両面型印刷配線板の場合は、先ず、両面銅箔張り基板の
所定位置に穴明け加工を施し、穿設した穴の内壁面を含
め、全面に化学メッキ処理を施した後、さらに、電気メ
ッキ処理を施し、金属層を厚くして信頼性を高め、配線
層間の電気的な接続を行っている。

【０００３】また、多層印刷配線板の場合は、基板両面
に張られた銅箔をそれぞれ配線パターニングした後、そ
の配線パターニング面上に絶縁シート（たとえばプリプ
レグ）を介して銅箔を積層、配置し、加熱加圧を施して
一体化した後、前述の両面型印刷配線板のときと同様
に、穴明け加工およびメッキ処理による配線層間の電気
的な接続、表面銅箔の配線パターニングにより多層型印
刷配線板を得ている。なお、より配線層の多い多層型印
刷配線板の場合は、中間に介挿させる両面型印刷配線板
数を増やす方式で製造できる。

【０００４】一方、製造工程を簡略化した印刷配線板の
製造方法も開発されている。たとえば、第１の導電性金
属層面の所定位置に、層間導電用の導体バンプ（導電性
突起）を形設し、この導体バンプ形設面に、熱溶融性を
有する合成樹脂系シートを介して第２の導電性金属層を
積層・配置する。次いで、積層体を加圧して、導体バン
プ先端部を合成樹脂系シートの厚さ方向に貫挿させ、対
向する第２の導電性金属層面へ電気的に接続するする。

【０００５】その後、前記第１および第２の各導電性金
属層にフォトエッチング処理を施して配線パターニング
する。このような工程をベースとして、層間接続など煩
雑な工程の削減を図りながら、高密度配線を可能とする
両面型配線板、あるいは多層型配線板の製造方法が実用
化されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記、層間絶縁体層
（合成樹脂系シート）を厚さ方向に貫挿させた導電性突
起（導体バンプ）で、配線層間の電気的な接続を行う手
段は、メッキ法を利用する印刷配線板の製造方法に比べ
て、穴明け加工、穴内壁面を含めたメッキ処理など省略
（製造工程の短縮）を図れるともに、工程管理の繁雑さ
も大幅に解消できる。しかし、一方では、製造された印
刷配線板には、次ぎのような問題が認められ、実用上、
なお十分満足できる状態といえない。

【０００７】たとえば厚さ 100μm 程度の絶縁体層（支
持体）面に、線幅30〜 100μm 程度の微細な配線パター
ンを設けた薄型の印刷配線板は折り曲げなどしたとき
に、配線パターンの一部が絶縁体層から剥離することが
ある。すなわち、配線パターンを微細化したとき、絶縁
体層に対する配線パターンの接合面が小さく、しかも、
絶縁体層面から突出しているため、折り曲げや引っ張り
などの外的な力が加わると、絶縁体層面との一体性が損
なわれ、剥離を起こし易いという不都合がある。そのた
め、配線パターンの配線ピッチも制約され、高密度配線
が損なわれるという問題もある。つまり、配線パターン
は、絶縁体層面に突出・配置され、隣接する配線パター
ン間で、たとえば電子部品を実装する際など、半田ブリ
ッジなどによって、隣接する配線パターン同士の短絡な
どを起こす恐れがある。

【０００８】したがって、安全性を十分考慮した配線パ
ターン幅や配線ピッチを採ることになり、配線密度は制
約されることになり、さらには、印刷配線板の小形化も
制約される。そして、結果的には、印刷配線板を使用し
た回路装置の信頼性、小形化、製品歩留まりを大きく左
右するので、実用面で由々しき問題を提起することにな
る。

【０００９】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、簡易なプロセスで、より高密度の実装が可能な、か
つ信頼性の高い印刷配線板を歩留まりよく製造し得る方
法の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、フィ
ルム状支持体の一主面に積層状に支持された導電性金属
層の主面に選択的にエッチングレジスト膜を設ける工程
と、前記エッチングレジスト膜を設けた導電性金属層の
露出領域をエッチング除去して配線パターン化する工程
と、前記配線パターン化面に絶縁体層を積層配置し、こ
の積層体を加圧一体化して配線パターン部を絶縁体層に
埋め込む工程と、前記フィルム状支持体を除去する工程
とを有することを特徴とする配線板の製造方法である。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１記載の配線板
の製造方法において、フィルム状支持体が導電性金属層
と材質の異なる金属製であることを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１もしくは請求
項２記載の配線板の製造方法において、フィルム状支持
体の除去をエッチングで行うことを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１記載の配線板
の製造方法において、フィルム状支持体が樹脂製である
ことを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、請求項１もしくは請求
項４記載の配線板の製造方法において、樹脂製のフィル
ム状支持体が透光性であることを特徴とする。

【００１５】請求項６の発明は、請求項１もしくは請求
項４ないし請求項５いずれか一記載の配線板の製造方法
において、フィルム状支持体の除去を剥離によって行う
ことを特徴とする。

【００１６】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６いずれか一記載の配線板の製造方法において、絶縁体
層が少なくとも熱可塑性樹脂を含有していることを特徴
とする。

【００１７】請求項８の発明は、樹脂フィルムの一主面
に積層状に支持された導電性金属層の主面に選択的にエ
ッチングレジスト膜を設ける工程と、前記エッチングレ
ジスト膜を設けた導電性金属層の露出領域をエッチング
除去して配線パターン化する工程と、前記配線パターン
化面に絶縁体層を積層配置し、この積層体を加圧一体化
して配線パターン部を絶縁体層に埋め込む工程とを有す
ることを特徴とする配線板の製造方法である。

【００１８】請求項１ないし請求項８の発明において、
フィルム状の支持体は、たとえば厚さ10〜 100μm 程度
のポリイミド樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂などのポリエステルフィルム、ポリフェニレンエ
ーテル樹脂フイルム、液晶ポリマーフィルム、ポリアミ
ドイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィル
ム、ポリフェニレンサルファイド樹脂フィルム、エポキ
シ樹脂フィルム、シリコーン樹脂フィルム、フッ素樹脂
フィルム、ステンレス鋼箔、銅箔、アルミ箔、ニッケル
箔、金箔、錫箔などが挙げられる。

【００１９】一方、導電性金属層（箔ないし薄板）とし
ては、たとえば厚さ 5〜70μm 程度の銅箔、アルミ箔、
ニッケル箔、亜鉛箔、鉄箔、金箔、錫箔などの導電体が
挙げられる。そして、導電性金属層の選択的なフォトエ
ッチングで、配線パターニングが行われる。

【００２０】ここで、フィルム状の支持体および導電性
金属層は、積層一体化した複合体を成し、導電性金属層
を配線パターニングする際、フィルム状支持体が機械的
に支持するよう機能するために、導電性金属層の配線パ
ターニングに耐える材質の組み合わせを選択する必要が
ある。つまり、一般的には、樹脂フィルムを支持体と
し、導電性金属層を張り合わせた複合体を使用するが、
フィルム状支持体に金属箔を選ぶ場合は、複合体化する
両金属層に対するエッチング液の選定により、選択的に
導電部のみエッチングすることが可能なエッチング液の
選択、あるいはエッチングのスピード差を利用すること
もできる。

【００２１】なお、導電性金属層は、経済性および加工
性の点などから銅箔が適し、また、フィルム状支持体と
して、導電性金属層に対する剥離性が良好な材質を選ん
だ場合は、支持体としての機能を果たした後の除去を容
易に行える。一方、支持体がポリイミド樹脂フィルムな
ど透明性の場合は、配線パターンを透視できるので、絶
縁体層などに対する積層・位置決めが容易になし、ま
た、このフィルムは、必要な部分をたとえばレーザー光
でカバーレイを除去することにより、永久カバーとして
利用することもできる。

【００２２】さらに、配線パターンを多層化し、かつ対
向する配線パターン層間の接続を行う場合は、層間接続
部を構成する領域面に、たとえば半田類、金や銀などの
柔軟性の金属層を突起状に設け、その先端面同士を接合
させるようにしてもよい。

【００２３】請求項１ないし請求項８の発明において、
絶縁体層は、たとえばエポキシ樹脂、ポリフェニルエー
テル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイ
ミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、
各種芳香族系の液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケ
トン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂などの１種もしくは
２種以上の混合系、または、前記樹脂とガラスクロスや
マット、合成繊維や布などとを組み合わせたシート状
（もしくはフィルム状）のものが挙げられる。そして、
これら樹脂系シートは、たとえば厚さ25〜 150μm 、好
ましくは30〜 120μm 程度である。

【００２４】特に、液晶ポリマーは、吸湿性がほとんど
なく、誘電率が約 3.0(1MHz)程度であり、広い周波数領
域で安定しているので好ましい。ここで、液晶ポリマー
から成る絶縁体層（膜）厚は、たとえば厚さ30〜 100μ
m 程度のである。また、液晶ポリマーは、たとえばキシ
ダール（商品名．Dartco社製）、ベクトラ（商品名．Cl
anese 社製）で代表される多軸配向の熱可塑性ポリマー
である。

【００２５】そして、液晶ポリマーは、その分子構造に
よって、その融点なども異なっており、同一の分子構造
でも、結晶構造や添加物によって融点が変動する。たと
えばベクトラン Aタイプ（製造元クラレ社．融点， 285
℃）、ベクトラン Cタイプ（製造元クラレ社．融点， 3
25℃）、BIACフィルム（製造元ジャパンゴアテックス
社．融点， 335℃）などが例示される。

【００２６】請求項１ないし請求項８の発明では、配線
パターンが互いに絶縁離隔し、かつ絶縁体層に埋め込ま
れた薄型で可撓性を有する配線板を提供できる。そし
て、配線パターンなどは、エッチング手段で形成される
ため、配線などの微細化や微小ピッチ化も可能となる。
また、微細化や微小ピッチ化された配線パターンおよび
層間接続部などは、埋め込みないし貫挿する絶縁体層に
より、相互の絶縁が確実に行われるとともに、機械的に
補強された状態を維持する。したがって、電気的・機械
的にも信頼性の高い配線板が容易に提供されることにな
る。

【００２７】特に、絶縁体層とし液晶ポリマーを使用し
た場合は、吸湿性がほとんどなく、また、誘電率も小さ
い液晶ポリマーを主成分とする絶縁体層を備えているた
め、外界の影響などが特性に及ぶ恐れもなく、さらに、
信頼性の向上に寄与する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下図１(a) 〜(g) および図２を
参照して実施例を説明する。

【００２９】図１(a) 〜(g) は、第１の実施例の実施態
様を工程順に模式的に示す要部の拡大断面図である。先
ず、図１(a) に示すような導電性金属層（箔）張りの複
合体１を用意する。すなわち、厚さ25μm 程度のポリイ
ミド樹脂フィルム２の一主面に導電性金属箔、たとえば
厚さ18μm の電解銅箔３を張り合わせてなる複合体１を
用意し、図１(b) に示すように、この電解銅箔３面に選
択的に、幅50μm 程度のエッチングレジスト膜４を被覆
形成する。

【００３０】次いで、塩化第２銅水溶液をエッチング液
として、前記エッチングレジスト膜４を被覆形成した電
解銅箔３についてエッチング処理を施す。このエッチン
グ処理によって、前記電解銅箔３を選択エッチングし、
所定の配線パターン３′を形設する。

【００３１】つまり、このエッチング処理により、支持
体２の一主面に高さ18μm 、幅50μm の配線パターン
３′を支持体２の一主面に突起状に形成させた。このエ
ッチング処理後、前記エッチングレジスト膜４を、アル
カリ水溶液で剥離ないし溶解・除去する。図１(c) は、
この段階での状態を示すものである。

【００３２】その後、図１(d) に示すように、配線パタ
ーン３′を形設・具備させ支持体２の間に、厚さ50μm
程度の絶縁体層５、たとえば液晶ポリマーのフィルムを
介挿・配置し、この積層体を加圧一体化する。この加圧
一体化によって、図１(e) に示すように、支持体２がカ
バーコート的に絶縁体層５面に対接・一体化し、配線パ
ターン３′が絶縁体層５に埋め込まれ、かつカバーコー
トされた型の両面型配線板６が得られる。ここで、加圧
一体化は、 300℃程度に加熱された加圧体を使用し、40
kfg／cm² 程度の圧力で行った。

【００３３】上記製造した両面型配線板６は、支持体２
として機能させたポリイミド樹脂フィルムをカバーコー
トとして残してもよいが、たとえば引き剥がし除去し
て、図１(f) に示すように、両面に配線パターン３′が
埋め込み露出した両面型配線板６′として使用する構成
を採ってもよい。ここで、配線板６′化に当たって、図
１(g) に示すように、カバーコートとして機能している
支持体２に、レーザ加工などによって穿孔2aし、この孔
2aを接続用にして電気的な接続を行う構成としてもよ
い。

【００３４】また、上記例示の製造工程において、絶縁
体層５を介して配線パターン３′を互いに対向させて配
置積層するとき（図１ (d)参照）、両配線パターン３′
間の接続部としたい部分（領域）３′面に、たとえば半
田などの接合性導電剤層７を形成しておくと、図２に拡
大断面的に示すような両面の配線パターン３′が接続し
た構成の配線板６″が得られる。

【００３５】なお、３層以上の多層型配線板の場合は、
たとえば両面型配線板６′（図１(f) 参照）の少なくと
も一主面上に、絶縁体層５を介して配線パターン３′を
有する支持体２を位置決め・積層配置し、これらを加圧
一体化することによって製造できる。

【００３６】上記構成の配線板は、支持体２に支持され
た一定厚の導電性金属層の選択エッチングによって、一
定高さ（厚さ）で高精度の微細な配線パターン３′が形
成されているため、高密度の配線を確保できる。また、
その配線パターン３′は、絶縁体層５に少なくとも一部
が埋め込まれているため、互いに絶縁性が容易に確保さ
れるとともに、絶縁体層５に対して強固な一体性を呈す
る。つまり、薄型・軽量化、可撓性に伴う取扱易さなど
の利点を有するだけでなく、電気的および機械的に信頼
性の高い配線板として機能する。

【００３７】上記では、ポリイミド樹脂フィルムをフィ
ルム状の支持体２とした複合体１を素材とし、配線パタ
ーンニングを行った例を説明したが、たとえば厚さ10μ
m 程度のニッケル箔（支持体）に、厚さ18μm 程度の銅
箔を張り合わせて成る複合体を素材とした場合は、次の
ように行われる。

【００３８】すなわち、エッチングレジスト膜の形成、
露光・現像などは、上記例示の場合と同様に行われ、そ
の後の選択エッチングにおいては、銅箔に対するエッチ
ング作用を有するが、支持体に対してはエッチング作用
が低いか、ほとんどないようなエッチング液、たとえば
塩化第二銅水溶液を使用し、選択的なエッチングを行っ
て、所要の配線パターニングを行う。

【００３９】その後、前記配線パターンニングした対向
面間に、絶縁体層９を介挿・配置し（図１(d) 参照）、
この積層体を加圧一体化して、両面金属箔（支持体）張
り配線素板を作製する。次いで、前記配線素板の両面金
属箔（支持体）をエッチングレートの違いによって選択
的にエッチングするエッチング液、たとえば塩化第二銅
水溶液によるエッチング処理を施して、両面金属箔（支
持体）をエッチング除去することにより、上記両面型配
線板６′（図１(f) 参照）に対応する配線板が得られ
る。

【００４０】この配線板について、配線板において一般
的に行われる試験評価をしたところ、すぐれた電気的な
特性を保持していることが確認された。また、曲げの応
力に対しても配線パターンが剥離することもなく、小形
チップ部品を半田付けして、部品に外力を加えて採った
場合、半田が破壊した。このように、従来の基板面に配
線パターンが突出した配線板に比べて、耐剥離性などが
著しく改善された。

【００４１】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を
採ることができる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１ないし請求項８の発明によれ
ば、支持体に複層化させた一定厚さの導電性金属層を選
択エッチングして配線パターニングする。したがって、
微細で微小ピッチなど、高精度の配線パターンが形成さ
れるし、また、その配線パターンは、一部を露出させて
絶縁体層に埋め込まれた構成を採っているため、絶縁的
にも、機械的にも安定した状態を採った配線板が提供さ
れる。つまり、配線パターンが絶縁体層とほぼ平坦面を
成すために薄型化が図られ、軽量化および可撓性と相俟
って使用上の自由度なども拡大した配線板を容易に提供
できる。特に、支持体として樹脂フィルムを使用した場
合は、そのままカバーコートとして利用できるし、さら
に、透明性の樹脂フィルムなどを使用した場合は、製造
工程での積層配置における位置決めなどし易いという利
点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) 〜(g) 実施例に係る配線板の製造実施態様
を工程順に模式的に示す断面図。

【図２】図１の実施態様(c) の変形例を示す断面図。

【符号の説明】

１……複合体 ２……フィルム状の支持体 ３……導電性金属層（箔） ３′……配線パターン ４……エッチングレジスト膜 ５……絶縁体層 ６，６′，６″……両面型配線板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルム状支持体の一主面に積層状に支
   持された導電性金属層の主面に選択的にエッチングレジ
   スト膜を設ける工程と、 前記エッチングレジスト膜を設けた導電性金属層の露出
   領域をエッチング除去して配線パターン化する工程と、 前記配線パターン化面に絶縁体層を積層配置し、この積
   層体を加圧一体化して配線パターン部を絶縁体層に埋め
   込む工程と、 前記フィルム状支持体を除去する工程と、を有すること
   を特徴とする配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 フィルム状支持体が導電性金属層と材質
   の異なる金属製であることを特徴とする請求項１記載の
   配線板の製造方法。
3. 【請求項３】 フィルム状支持体の除去をエッチングで
   行うことを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の
   配線板の製造方法。
4. 【請求項４】 フィルム状支持体が樹脂製であることを
   特徴とする請求項１記載の配線板の製造方法。
5. 【請求項５】 樹脂製のフィルム状支持体が透光性であ
   ることを特徴とする請求項１もしくは請求項４記載の配
   線板の製造方法。
6. 【請求項６】 フィルム状支持体の除去を剥離によって
   行うことを特徴とする請求項１もしくは請求項４ないし
   請求項５いずれか一記載の配線板の製造方法。
7. 【請求項７】 絶縁体層が少なくとも熱可塑性樹脂を含
   有していることを特徴とする請求項１ないし請求項６い
   ずれか一記載の配線板の製造方法。
8. 【請求項８】 樹脂フィルムの一主面に積層状に支持さ
   れた導電性金属層の主面に選択的にエッチングレジスト
   膜を設ける工程と、 前記エッチングレジスト膜を設けた導電性金属層の露出
   領域をエッチング除去して配線パターン化する工程と、 前記配線パターン化面に絶縁体層を積層配置し、この積
   層体を加圧一体化して配線パターン部を絶縁体層に埋め
   込む工程と、を有することを特徴とする配線板の製造方
   法。