JP2001160661A - ファインピッチ両面フィルム基板の製造方法と表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファインパターンのスルーホール付き両面配
線フィルム基板とそれを用いた液晶表示装置を実現す
る。 【解決手段】 第一のパターン面以外にスルーホール穴
を設け、その裏面の第二のパターン面側より、スルーホ
ールの導通をメッキまたは、導電ペーストで形成したフ
レキシブル基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファインパターン
回路（パターンが１００ミクロンピッチ以下を言う）を
形成した両面配線のフィルム基板の製造方法と携帯機器
等や、電子手帳に使用されている表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置はドライバＩＣ実装と、
Ｃ，Ｒ等のチップ部品やパッケージＩＣ等の電子部品を
フィルム基板に混在実装したＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆ
ＰＣ）を液晶パネルに実装した製品が量産され始めてい
る。従来、フィルム基板はポリイミドフィルムにフィル
ム状の接着剤をつけ、圧延や電解等の製法のＣｕ箔を貼
りつけてパターニングして形成し、レジストコートや表
面保護のための電解メッキや無電解メッキをしていた。

【０００３】この３層の構成のフィルム基板は、接着剤
が熱や湿度によって変形するため、１００ミクロン以下
のファインパターンには寸法安定性の面で不向きであっ
た。そのため、この接着剤を取り除いたフィルム基板が
開発させるようになった。接着剤層のない２層フィルム
基板には、２つの製法がある。１つはＣｕ箔にポリアミ
ック酸ワニスを塗り溶媒を除去した後硬化するキャステ
ィング法であり、もう１つはポリイミドフィルムに例え
ばニクロム合金、モリブデン、チタン、ニッケル、コバ
ルト、クロム、パラジウム、ジルコニウム、タングステ
ンなどの密着性改善のため金属薄膜を形成し、Ｃｕをス
パッタリングもしくは蒸着よりＣｕの薄膜を形成した
後、電解メッキでＣｕを積層する蒸着法である。

【０００４】これら製法のフィルム基板の違いは、Ｃｕ
箔の厚みである。キャスティング法に使われるＣｕ箔の
厚みは、一般的には３５ミクロンや１８ミクロンであ
り、最近では１２ミクロンが量産化されている。また、
９ミクロンが開発中である。蒸着法ではＣｕ箔の厚み
は、１から１８ミクロンまでは量産が可能である。パタ
ーンが１００ミクロンピッチ以下のファインパターンを
形成するには、Ｃｕ箔の厚みが均一に薄くできる蒸着法
のフィルム基板の方が適していた。キャスティング法は
電解Ｃｕ箔をハーフエッチングしてからパターニングす
る方法があるが、Ｃｕ箔の表面粗さミクロン単位あるた
め、安定した歩留まりを得るのは容易でない。

【０００５】また、ＩＣのベアチップ実装は、接着を用
いて接続する場合、ＩＣのパットにＡｕからなるバンプ
をメッキで形成したメッキバンプや、ワイヤーボンディ
ングを応用したスタッドバンプを用いて、回路基板に異
方性導電膜で圧着するか、または銀ペーストをバンプに
転写して基板と接続し、その間にアンダーフィルを充填
し接続していた。

【０００６】また、金属拡散接続を用いた場合、ＩＣの
バンプに半田を用い、基板の電極に半田付けしアンダー
フィルを充填する工法と、ＩＣのバンプにＡｕを用い、
基板側の電極にＳｎメッキを行ない、Ａｕ−Ｓｎ拡散接
続を行いアンダーフィルを充填していた。ＩＣの外部接
続電極のバンプピッチは、例えば液晶駆動ＩＣでは８０
ミクロンピッチが量産をされているが、ＩＣのプロセス
開発が進み小型化へ進んでいる。そのため、ＩＣの外部
接続電極のバンプピッチは５０ミクロンピッチの量産が
始まり、４０ミクロンピッチが開発され始めている。

【０００７】一方、液晶表示装置はフィルム基板にＩＣ
を接続したＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ＯｎＦｐｃ）を液晶パネ
ルに接続して液晶表示装置を製造していた。ＣＯＦは液
晶駆動ＩＣやＣ、Ｒのチップ部品、更に電源ＩＣやオペ
アンプなどのパッケージを高密度に実装できるため、液
晶表示装置の小型化・薄型化が出来る。この液晶表示装
置は携帯機器に多く使用されており、中でも携帯電話や
ＰＤＡに代表される携帯情報端末の需要が近年大きく伸
びつつある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】４０ミクロンピッチの
液晶駆動ＩＣを用いるためには、接続するフィルム基板
のパターンの幅は１０から１５ミクロンとなる。しか
し、携帯情報端末で使用する液晶表示装置は例えば画素
数が３２０ドット×２４０ドットの場合、液晶駆動ＩＣ
はマルチチップ構成である。これらの液晶駆動ＩＣを一
枚のフィルム基板に実装して信号を供給するには、片面
配線のフィルム基板であるとバスラインがクロスオーバ
ーできないため配線できない。そのため、両面配線のフ
ィルム基板が必要であり、両面配線のフィルム基板はス
ルーホールが必要である。

【０００９】スルーホールを形成したファインピッチの
両面配線のフィルム基板は実用化できていない。それ
は、フィルム基板の製造工程によるものである。フィル
ム基板の製造工程は、片面配線であると例えばＣｕを蒸
着したポリイミドフィルムに感光性レジストを全面に５
〜８ミクロン程度塗布し、熱を加えて硬化する。この時
ドライフィルムのフォトレジストは膜厚が厚いためファ
インパターンを形成するには不向きであり使用できな
い。次にフォトマスクでパターン部分をＵＶで露光し水
酸化ナトリウムの５％水溶液等でフォトレジストの不要
部分を除去し、塩化第二鉄でエッチングしパターンを形
成する。この場合問題は無い。

【００１０】しかし、両面配線のフィルム基板の場合
は、例えばポリイミドフィルム全面に密着性改善薄膜を
形成し、Ｃｕ箔４ミクロンを蒸着と電気メッキで形成し
たフィルムに穴あけし、更にＣｕメッキを４ミクロン形
成する。これで穴の内壁部分がＣｕ箔で被覆されてスル
ーホールが完成する。または、ポリイミドフィルムにス
ルーホールの穴をあけ密着性改善薄膜を形成し、Ｃｕを
蒸着してスルーホールの壁面にＣｕ箔を同時に形成し、
更にＣｕメッキをトータル８ミクロン形成する。

【００１１】次に液体フォトレジストを約５〜８ミクロ
ン塗布し熱を加えて硬化するが、スルーホールの内壁面
のフォトレジストが加熱により完全に硬化できない場合
があり、スルーホールの部分をフォトレジストは完全に
被覆できない。そのため、フォトマスクを用いて露光し
水酸化ナトリウムの５％水溶液でフォトレジストを除
去、塩化第二鉄でエッチングするとスルーホールの内壁
部分のＣｕがエッチングされ導通不良となる課題があ
る。フォトレジストの厚みはファインパターンを切るた
めに厚く出来ない。また、スルーホールメッキはファイ
ンパターンを切るために厚く出来ない。

【００１２】フォトレジストを塗布する前にスルーホー
ル部分を針やディスペンサや印刷などで穴埋め樹脂を流
し込む方法があるが、ＦＰＣの場合フィルム総厚が薄い
ため、穴埋め材を流し込み出っ張った部分を表面を研磨
する工程で穴埋め材が取れてしまう問題があった。特に
今後の基板は高密度実装のため微細径のスルーホール化
が進むため穴埋め樹脂には限界がある。

【００１３】このような背景より、フィルム基板の両
面に少なくともＣｕ等の金属箔を１層形成した基板に、
スルーホール用の穴を開けその穴の壁面を含む全面にＣ
ｕメッキを形成する工程と、スルーホール部分にエッ
チング液に対して耐食性のあるメッキレジストをする工
程と、両面に液体フォトレジストを塗布，硬化しパタ
ーニングする工程とすることで、スルーホールをエッチ
ング液から保護することで、ファインパターンのスルー
ホール付きの両面配線フレキシブル基板は、安定して製
造できるようになったが、工程が長く高価であった。

【００１４】つまり本発明は、このファインパターンの
両面配線のフィルム基板を製造するにあたり、生産性の
高い安価なフレキシブル基板を得ることにある。 そし
て、コストダウンのためＩＣのチップシュリンクは必須
であり、そのためには、バンプのピッチはファイン化と
なる。このＩＣを実装できるファインパターンの両面配
線のフィルム基板を用いて、安価な薄型で小型の液晶表
示装置を実現することにある。

【００１５】

【問題が解決するための手段】本問題を解決するため
に、少なくともポリイミドなどの絶縁フィルムとその両
面に金属箔よりなるパターンを形成した基板において、
両面にあるパターンはスルーホールで導通がとられてお
り、その両面にあるパターンの一方の厚みを薄くしてそ
の面はファインパターンを形成することとした。つま
り、ファインパターンを必要とする部品面と必要としな
い面を分ける。

【００１６】ファインパターンを必要としない面は、Ｃ
ｕ等の金属箔の厚みは厚くともよい。スルーホールは、
Ａｇペーストを壁面に塗布しても良く、またスルーホー
ル形成のためのＣｕ等の金属箔を一方の面から形成す
る。例えば両面に蒸着とメッキにより８μｍのＣｕ箔を
ポリイミドなどの絶縁フィルムに形成し、一方の面のＣ
ｕ箔を残して他方の面のＣｕ箔と絶縁フィルムにスルー
ホールの穴を形成した後、一方の面にメッキレジストを
形成してＣｕメッキをすることでスルーホールが形成さ
れ、更に、片面のＣｕ箔厚みが厚くなる。

【００１７】パターニングはこのスルーホールメッキを
行う前でも後でもよい。パターニングを行った後、スル
ーホールメッキを行う場合は、各パターンはメッキリー
ドに短絡してあり、電解Ｃｕメッキによりスルーホール
を形成する。フレキシブル基板完成時には、メッキリー
ドの短絡部分をパンチ等で打ちぬく必要がある。スルー
ホールメッキを行った後にパターニングする場合は、ス
ルーホールの穴は一方の面の銅箔に穴を開けずに、他方
のＣｕ箔面と少なくともポリイミドからなる絶縁層に穴
をあけて、スルーホールの穴をあけない側のＣｕ箔には
スルーホールのためのＣｕメッキをつけないようにメッ
キレジストの処理をしてメッキする。

【００１８】薄い銅箔面側は、液体のパターニングレジ
ストを使用する。スルーホールの穴が無いため、スルー
ホールの壁面のＣｕがエッチングされる問題はない。ス
ルーホールメッキにより厚くなった方のＣｕ箔面は、ド
ライフィルムレジストを使用して、エッチング液よりス
ルーホールの壁面のＣｕをバリアすることとした。この
構造にすることで、従来のスルーホールの壁面をエッチ
ング液よりバリアするためのメッキレジストが不要とな
った。

【００１９】パターニングしてからスルーホールメッキ
する場合も上記スルーホール構造とすることで、信頼性
が向上する。また、該スルーホールの穴は、長穴もしく
は、多角形、星型などの円形とは異なる形状とすること
で壁面の面積を有効的に使用できるようになった。その
ため、スルーホールの信頼性を落とすことなく、小型化
が可能となった。

【００２０】更に表示パネルと半導体ＩＣとフィルム基
板からなる表示装置において、該フィルム基板は両面に
パターンとスルーホールを形成してあり、ＩＣはベアチ
ップをフェイスダウンで実装しており、その実装したＣ
ｕよりなるパターンの厚みは、裏面より薄いこととした
構造とすることとした。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図１は本発明のフレキシブル基板の実
施例１の断面図である。２５μｍのポリイミドフィルム
２に第一のＣｕ箔１−１が蒸着とメッキにより８μｍ形
成されているフィルムに、圧延で製造した１８μｍの第
二のＣｕ箔１−２をフィルム状のエポキシ系接着剤３で
ラミネートで接着して形成した基板をパターニングし、
レーザーやエッチングによりポリイミドフィルム２と接
着剤３を除去しスルーホールのための穴を形成し、Ａｇ
ペーストで導通をとりスルーホール５を形成した。導電
ペーストはＡｇに限るものではなくＣｕ等の他の金属で
も良い。銅箔１−１は５０μｍｐｉｔｃｈのパターンを
形成し、裏面は、最小で１００μｍの線幅でパターンを
形成した。

【００２２】この構造であれば、スルーホールのメッキ
工程が無いため、第一の銅箔を厚くすること無い。この
ためファインパターンを形成できる。図２は本発明のフ
レキシブル基板の実施例２の断面図である。２５μｍの
ポリイミドフィルム２の両面に第一のＣｕ箔１−１と第
二のＣｕ箔１−２がそれぞれ蒸着とメッキにより８μｍ
形成されているフィルムを用いる。この場合はスルーホ
ールのための穴を第二の銅箔１−２とポリイミドフィル
ム２の両方開け、Ｃｕメッキ１−３によりスルホール５
が完成する。

【００２３】銅メッキ１−３は１０μｍ形成する。第一
の銅箔１−１はスルーホールメッキが無い。銅箔の厚み
は８μｍのままなのでファインパターンが形成でき、５
０μｍｐｉｔｃｈのパターンを、裏面は、１８μｍの厚
みなので最小で１００μｍの線幅でパターンを形成し
た。この構造であれば、スルーホール５のメッキ工程が
あったとしても、ファインパターンを形成する第一の銅
箔を厚くすること無いのでファインパターンが形成でき
る。

【００２４】図３は本発明の製造方法の実施例である。
ａ)は材料の断面図である。ポリイミドフィルム２の両
面に第一のＣｕ箔１−１と第二のＣｕ箔１−２が形成さ
れている。この材料に感光剤６をｂ）工程で両面に塗布
する。ｃ）工程でマスクを用いて露光と現像を行う。
ｄ）工程でエッチングを行う。ｅ）次にスルーホールの
穴を形成する。このときスルーホールを形成するところ
のポリイミド２をレーザー等により除去を行う。ｆ）工
程で上側のＣｕ箔１−１をメッキレジスト７でコートす
る。ｇ）工程でＣｕメッキ３を１０μｍ形成し、スルー
ホールの導通がとれる。ｈ）工程でメッキレジスト７を
除去する。以降は必要に応じて，レジストコートやＡｕ
や半田，スズなどのメッキ工程等を行って、フレキシブ
ル基板は完成する。本工法によって、片側のみスルホー
ルのためのメッキが形成でき片側のパターンはファイン
パターンを形成できる。

【００２５】図４は、本発明のスルーホール形状の実施
例である。実施例３でのスルーホール穴を形成するとき
に図４のｉ、ｊ、ｋ、ｌの形状のスルーホールを形成し
た。一般的には丸型であるが、本構造で、断面の面積が
大きく取れるので信頼性向上や、微細形状、高密度化が
可能となる。図５は本発明の液晶モジュールの実施例で
ある。

【００２６】実施例１のフレキシブル基板を用いて作成
した。ファインパターン面側にＩＣを実装してある。液
晶ドライバＩＣ９は、微細化が進み５０μｍ前後のパタ
ーンピッチは必須である。そのため、Ｃｕ箔の薄い側の
パターンに微細パターンを形成し、ＩＣをベアチップ実
装する。そのフレキシブル基板を液晶パネルに異方性導
電膜を使って圧着して接続し、フレキシブル基板の折り
曲げを行う。液晶ドライバＩＣ９やチップ抵抗１１など
の部品は一方の面に実装する。実装面はＣｕ箔が薄い側
の面である。Ｃｕ箔が厚い側は部品を搭載していない。
電子部品を搭載していない面を液晶パネル１０面側に配
置した。この構造により、電子部品を搭載したフレキシ
ブル基板を用いた複合実装の液晶モジュールの薄型、コ
ンパクト安価な液晶モジュールが完成する。

【００２７】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、ファイン
パターンのスルーホールを形成した両面配線のフィルム
基板を容易に製造が可能となった。よって上記フィルム
及びそれを用いた電子回路装置及び液晶表示装置を安価
に提供できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルム基板の実施例１の断面図であ
る。

【図２】本発明のフィルム基板の実施例２の断面図であ
る。

【図３】本発明のフィルム基板の製造方法の実施例３の
フローチャートである。

【図４】本発明のスルーホール形状の実施例の正面図で
ある。

【図５】本発明の液晶モジュールの実施例の断面図であ
る。

【図６】従来技術のフィルム基板の製造方法のフローチ
ャートである。

【図７】従来技術のフィルム基板の断面図である。

【図８】従来技術のスルーホールの上面図である。

【符号の説明】

１−１ 第一のＣｕ箔 １−２ 第二のＣｕ箔 １−３ Ｃｕメッキ １−４ パターン ２ ポリイミドフィルム ３ 接着剤 ４ Ａｇペースト ５ スルーホール ６ 感光剤 ７ メッキレジスト ８ 液晶ドライバＩＣ １０ 液晶パネル １１ チップ抵抗

フロントページの続き (72)発明者 小泉 信和 神奈川県藤沢市村岡東１丁目18番地の２ 株式会社丸和製作所内 Ｆターム(参考） 2H092 GA48 GA49 GA50 GA51 GA57 HA25 NA15 NA16 NA25 NA27 NA28 PA06 5C094 AA05 AA43 AA44 AA48 BA43 CA19 DA13 DB02 EA10 FB01 FB02 FB12 FB15 GB01 GB10 5E317 AA25 BB03 BB12 BB14 CC22 CC25 CD25 CD32 CD34 GG14 GG17 5E338 AA02 AA12 BB17 BB25 BB51 CC01 CD01 CD05 EE23 EE32

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともポリイミドなどの絶縁フィル
   ムとその両面には金属箔よりなるパターンを形成した基
   板において、第一のパターンとその裏面の第二のパター
   ンはスルーホールで導通がとられており、第一のパター
   ンと第二のパターンの厚みが異なることを特徴とするフ
   ィルム基板。
2. 【請求項２】 第一のパターンが第二のパターンより薄
   く、該スルーホールは、第一のパターンによって穴が貫
   通していないことを特徴とする請求項一記載のフィルム
   基板。
3. 【請求項３】 該スルーホールの穴は、長穴もしくは、
   多角形、星型などの円形とは異なる形状であることを特
   徴とする請求項１記載のフィルム基板。
4. 【請求項４】 絶縁フィルムの両面にパターンを形成し
   てスルーホールで接続してなるフィルム基板の製造方法
   において、パターニングを行う工程と第一のパターン面
   を除きスルーホール穴を形成する工程と第一のパターン
   面にメッキレジストをコートする工程と、Ｃｕメッキを
   行う工程からなることを特徴とするフィルム基板の製造
   方法。
5. 【請求項５】 少なくとも表示パネルと半導体ＩＣとフ
   ィルム基板からなる表示装置において、該フィルム基板
   は両面にパターンを形成してあり、一方の面に半導体Ｉ
   Ｃが実装されており、その面のパターンの厚みが裏面の
   パターンの厚みより薄いことを特徴とする表示装置。