JP2002009418A - ポリイミドフィルム基材のエッチングにおける貫通孔径制御方法 - Google Patents
ポリイミドフィルム基材のエッチングにおける貫通孔径制御方法Info
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Abstract
孔の開口孔径比が大きい微小径の貫通孔をケミカルエッ
チングにより形成する場合に、孔径の制御を行う方法を
提供することである。 【解決手段】 ポリイミドフィルム基材の貫通孔
形成過程において、前記ポリイミドフィルム基材の一方
の面に感光性ドライフィルムを、他方の面にカバーフィ
ルムをそれぞれラミネートし、感光性ドライフィルムを
露光・現像して孔部を有するパターンマスクを形成した
後、エッチング液を用いて前記感光性ドライフィルム側
の面から1段目のエッチングを行い、孔部が貫通する前
にエッチングを停止し、両面のフィルムを剥離し、前記
孔部が開口された面をカバーフィルムで保護した後、他
方のポリイミドフィルム基材表面を所定の厚さで全面エ
ッチングを行うことにより前記孔が任意の径で貫通する
ように制御を行う。
Description
基材をエッチングによって貫通孔を形成する場合に、孔
の開口径差が所定の範囲以上になるように制御せしめる
ことを特徴とする貫通孔径制御方法に関するものであ
る。
縁性に優れており、CSPや多層基板に広く実用化され
ており、その際にポリイミドフィルム基材上に形成され
た配線等を基材間の導電性貫通孔によって連結する方法
が用いられる。
成する場合は図7から図10に示されるように、ポリイ
ミドフィルム基材1の一方の面に感光性ドライフィルム
2を、他方の面にカバーフィルム3をラミネートし(図
7)、該感光性ドライフィルム2に対して露光・現像し
て孔のあるパターンマスク4を形成した後(図8)、通
常のケミカルエッチング液で該ポリイミドフィルム基材
1をエッチングし(図9)、該感光性ドライフィルム2
およびカバーフィルム3を剥離すると、貫通孔5を有す
るポリイミドフィルム基材1を得られる(図10)。
成方法によって形成された貫通孔5は、銅マスクや感光
性ドライフィルムマスクを用いる片側からのみのケミカ
ルエッチングであるため、マスク開口部では等方的にエ
ッチングが進行し、孔の側壁の角度はほぼ45度に保っ
たまま、時間に比例して深さ方向に反応が進むが、貫通
直前にカバーフィルム3に移行する段階でポリイミドフ
ィルム基材1は薄膜状態となり、貫通と同時にカバーフ
ィルム3とエッチング液が接触し、液の拡散が不均一な
状態になり、接着部分への浸透が発生し、サイドエッチ
ングが起こりやすくなる。そのため、孔径のばらつきが
起こりやすく、特に、孔の開口孔径比が大きく、かつ、
小径側が10μ〜20μ程度の微小径の孔を形成する場
合は、孔径の制御ができないという問題があった。
は、ポリイミドフィルム基材1の厚みを大きくすると、
孔が貫通しなかったり、孔を貫通させるために薄い基材
を用いると、貫通孔径比が小さくなるという問題があっ
た。
ング処理において、孔の開口孔径比が3以上でかつ、ば
らつきが少ない貫通孔を形成することができる貫通孔径
制御方法を提供するものである。
めに、本発明に係るポリイミドフィルム基材1の貫通孔
径制御方法は、ポリイミドフィルム基材1に200μm
以下の貫通孔形成する場合において、該ポリイミドフィ
ルム基材1の一方の面に感光性ドライフィルム2を、他
方の面にカバーフィルム3をそれぞれラミネートし、感
光性ドライフィルム2を露光・現像して孔のあるパター
ンマスク4を形成した後、エッチング液を用いて該感光
性ドライフィルムパターンの面から1段目のエッチング
を行い、孔が貫通する前にエッチングを停止し、両面の
フィルムを剥離し、開口している面をカバーフィルム3
で保護した後、他方のポリイミドフィルム基材表面を所
定の厚さで全面エッチングを行い、上下の開口径比が大
きな貫通孔5を形成するものである。
目のエッチング時間〔t1(分)〕、全面エッチング時
間〔t2(分)〕、1段目のエッチングで得られる開口
径〔R1(μm)〕、全面エッチングで得られる開口径
〔R2(μm)〕、マスク径〔r(μm)〕、エッチン
グ速度〔Ev(μm/分)〕、孔内部でのエッチング速
度補正係数(α)、1段目のエッチング後の未貫通孔深
さ〔d1(μm)〕、全面エッチングにおいて削られる
未貫通孔の先端部のポリイミドフィルム厚み〔d 2(μ
m)〕、ポリイミドフィルム厚み〔D(μm)〕および
全面エッチングで削られるフィルム厚み〔ΔD(μ
m)〕が、式(1)から式(7)を満たすようの制御を
行っている。
基材1の貫通孔径制御方法を図1から図5に基づいて説
明する。ポリイミドフィルム基材1の一方の面に感光性
ドライフィルム2を、他方の面にカバーフィルム3をそ
れぞれラミネートする(図1)。
して孔2aを有するパターンマスクを形成し(図2)、
エッチング液を用いて該感光性ドライフィルム2側の面
からエッチング処理を行い、孔2a位置におけるポリイ
ミドフィルム基材1に孔1aが穿設され、貫通する前に
エッチング処理を停止する(図3)。
のフィルムを剥離した後、ポリイミドフィルム基材1に
孔1aが開口された面にカバーフィルム3をラミネート
し(図4)、他方のポリイミドフィルム基材1表面を所
定の厚さで全面エッチング処理を行い、孔1aの上下の
開口径比が大きな貫通孔5を形成する(図5)。
すべてのポリイミドフィルム基材を適用でき、例えば、
東レデュポン(株)製“カプトン”、カネボウ(株)製
“アピカル”、宇部興産(株)製“ユーピレックス”な
どを使用することができる。
リ現像ネガ型ドライフィルムが適用され、例えば、日合
モートン(株)の“ラミナーAX”や“NIT”などの
アクリル系ドライフィルムを使用することができる。
リイミド面を保護するために使用されるカバーフィルム
3としては、例えば、接着剤付きのポリプロピレンフィ
ルムやカバー付きのアクリル系ドライフィルムなどを使
用することができ、エッチング液としては、アルカリエ
ッチング水溶液があげられ、特に一定温度におけるエッ
チング速度がほぼ一定なので、エッチングの制御が容易
な東レエンジニアリング(株)製のエッチング液“TP
E−3000、4000”が好ましい。
る場合、マスク孔径が50μm以下になると、孔内にお
いてはエッチング液の循環・置換が不十分になるため、
エッチング速度が低下するが、開口部付近においてはエ
ッチング速度が一定に保たれた状態で進行し、この際マ
スク下面ではサイドエッチングを伴うため、開口部孔径
(R1)はマスク径(r)よりも大きくなり、図11に
示すようにテーパー角(θ)の大きな円錐状の孔が形成
される。
の反対側のポリイミドフィルム基材表面を所定の厚さ
(ΔD)までエッチングすると、図12に示すように孔
径ばらつきの小さな孔が形成される。
ング時間〔t1(分)〕、全面エッチング時間〔t
2(分)〕、1段目のエッチングで得られる開口径〔R1
(μm)〕、全面エッチングで得られる開口径〔R
2(μm)〕、マスク径〔r(μm)〕、エッチング速
度〔Ev(μm/分)〕、孔内部でのエッチング速度補
正係数(α)、1段目のエッチング後の未貫通孔深さ
〔d1(μm)〕、全面エッチングにおいて削られる未
貫通孔の先端部のポリイミドフィルム厚み〔d2(μ
m)〕およびポリイミドフィルム厚み〔D(μm)〕
が、式(1)から式(7)を満たす条件で貫通孔を形成
することにより、孔径ばらつきの少ない貫通孔を形成す
ることができる。
ポン(株)製の“カプトンEN”厚さ(D)が50μm
のものを使用し、一方の面に感光性ドライフィルム2と
して日合モートン(株)製の“ラミナーAX25”を、
他方の面にカバーフィルム3としてポリプロピレンフィ
ルムをラミネートした後、孔径ドットが30μmのフォ
トマスクによって露光・現像し、感光性ドライフィルム
2に対して孔径(r)30μmのパターンマスクを形成
した。
東レエンジニアリング(株)製の“TPE−3000”
を入れたビーカー内に浸漬させ、エッチング液をスター
ラーで撹拌させながら80℃で7分間(t1)エッチン
グ処理した。該処理後に感光性ドライフィルム2とカバ
ーフィルム3を剥離した状態でポリイミドフィルム基材
1の孔1aの開口径を測定すると、開口部の径が108
〜115μm、底部の孔径が7〜9μmで、孔の深さ
(d1)が38〜40μmまで達していた。
ルム3によって覆った後、他方の面を同様に同一のエッ
チング液“TPE−3000”を使い、80℃で1分間
(t 2)15μm(ΔD)全面エッチングを行った。
と、各孔の貫通率は100%で上部開口部の孔径が10
8〜115μm、底部の開口部の孔径が29〜35μm
の貫通孔5を穿設することができ、この場合のポリイミ
ドフィルム基材1の最終厚さ(Da)は36μmであ
り、孔径比が3.2以上の貫通孔5を得ることができ
た。
して東レデュポン(株)製の“カプトンEN”厚さ
(D)が50μmのものを使用し、一方の面に感光性ド
ライフィルム2として日合モートン(株)製の“ラミナ
ーAX25”を、他方の面にカバーフィルム3としてポ
リプロピレンフィルムをラミネートした後、孔径ドット
が30μmのフォトマスクによって露光・現像し、感光
性ドライフィルム2に対して孔径(r)30μmのパタ
ーンマスクを形成した。
東レエンジニアリング(株)製の“TPE−4000”
を入れたビーカー内に浸漬させ、エッチング液をスター
ラーで撹拌させながら80℃で7分間(t1)エッチン
グ処理した。該処理後に感光性ドライフィルム2とカバ
ーフィルム3を剥離した状態でポリイミドフィルム基材
1の孔1aの開口径を測定すると開口部の径が115〜
118μm、底部の孔径が5〜6μmで、孔の深さ(d
1)が41〜43μmまで達していた。
ルム3によって覆った後、他方の面を同様にエッチング
液“TPE−3000”を使い80℃で30秒間
(t2)9μm(ΔD)全面エッチングを行った。
と、各孔の貫通率は100%で上部開口部の孔径が11
5〜118μm、底部の開口部の孔径が14〜18μm
の貫通孔5を穿設することができ、この場合のポリイミ
ドフィルム基材1の最終厚さ(Da)は41μmであ
り、孔径比が6.3以上の貫通孔5を得ることができ
た。
して東レデュポン(株)製の“カプトンEN”の厚さ
(D)が50μmのものを使用し、一方の面に感光性ド
ライフィルム2として日合モートン(株)製の“ラミナ
ーAX25”を、他方の面にカバーフィルム3としてポ
リプロピレンフィルムをラミネートした後、孔径ドット
が25μmのフォトマスクで露光・現像し、感光性ドラ
イフィルム2に対して孔径(r)25μmのパターンマ
スクを形成した。
東レエンジニアリング(株)製の“TPE−4000”
を入れたビーカー内に浸漬させ、液中でスプレー圧3k
g/cm2、80℃で6分間(t1)スプレーエッチング
処理した。該処理後に感光性ドライフィルム2とカバー
フィルム3を剥離した状態でポリイミドフィルム基材1
の孔1aの開口径を測定すると、開口部の径が102〜
111μm、底部の孔径が4〜6μmの孔の深さ
(d1)が40〜42μmまで達していた。
ルム3によって覆った後、他方の面を同様にエッチング
液“TPE−3000”で80℃で50秒間(t2)ビ
ーカー中で全面エッチングを行った。
と、各孔の貫通率は100%で上部開口部の孔径が10
2〜111μm、底部の開口部の孔径が12〜19μm
の貫通孔5を穿設することができ、この場合のポリイミ
ドフィルム基材1の最終厚さ(Da)は39μmであり、
孔径比は5.4以上であった。
して東レデュポン(株)製の“カプトンEN”厚さ
(D)が50μmのものを使用し、一方の面に感光性ド
ライフィルム2として日合モートン(株)製の“ラミナ
ーAX25”を、他方の面にカバーフィルム3としてポ
リプロピレンフィルムをラミネートした後、孔径ドット
が40μmのフォトマスクで露光・現像し、感光性ドラ
イフィルム2に対して孔径(r)40μmのパターンマ
スクを形成した。
東レエンジニアリング(株)製の“TPE−4000”
を入れたビーカー内に浸漬させ、液中でスプレー圧3k
g/cm2、80℃で6分間(t1)のスプレーエッチン
グ処理した。該処理後に感光性ドライフィルム2とカバ
ーフィルム3を剥離した状態でポリイミドフィルム基材
1の孔1aの開口径を測定したところには開口部の径が
125〜135μm、底部の孔径が7〜9μmの孔の深
さ(d1)が40〜42μmまで達していた。
ルム3によって覆った後、他方の面を同様に“TPE−
3000”で80℃で30秒間(t2)ビーカー中で全
面エッチングを行った。
と、各孔の貫通率は100%で上部開口部の孔径が12
5〜135μm、底部の開口部の孔径が12〜15μm
の貫通孔5を穿設することができ、この場合のポリイミ
ドフィルム基材1の最終厚さ(Da)は40μであり、
孔径比は8.3以上あった。
チングの時間(t2)を変え、その他すべてを同じ条件
で実験を行った結果は表1に示すとおりであり、全面エ
ッチング時間(t2)を変えることにより、全面エッチ
ングで削られるフィルム厚み(ΔD)を制御し、上部の
開口孔径と底部の開口孔径比が3以下である場合におい
ても、底部の孔径のばらつきを小さく制御することがで
きた。
て東レデュポン(株)製の“カプトンEN”厚さ(D)
が50μmのものを使用し、感光性ドライフィルム2と
して日合モートン(株)製の“ラミナーAX25”を、
他方の面にカバーフィルム3としてポリプロピレンフィ
ルムをラミネートした後、孔径ドットが25、30、4
0μmのフォトマスクで露光・現像し、感光性ドライフ
ィルム2に対して孔径(r)25、30、40μmのパ
ターンマスクを形成した。
エンジニアリング(株)製の“TPE−4000”を入
れたビーカー内に浸漬させ、液中でスプレー圧3kg/
cm 2、80℃で7分間1段のみのスプレーエッチング
処理を行った結果は表2に示す通りであり、マスク径が
25μ、30μの場合は該1段エッチング処理では貫通
孔は得られなかった。また、マスク径が40μの場合は
貫通孔を得ることはできたが、本発明の方法を用いた場
合に比べ、底部の開口孔径が10〜35μmと孔径のば
らつきが大きい貫通孔しか得られなかった。
光性ドライフィルムを、他方の面にカバーフィルムをそ
れぞれラミネートし、感光性ドライフィルムを露光・現
像して孔部を有するパターンマスクを形成した後、エッ
チング液を用いて前記感光性ドライフィルム側の面から
1段目のエッチングを行い、孔部が貫通する前にエッチ
ングを停止し、両面のフィルムを剥離し、前記孔部が開
口された面をカバーフィルムで保護した後、他方のポリ
イミドフィルム基材表面を所定の厚さで全面エッチング
を行うことにより前記孔が任意の径で貫通するように制
御せしめると、上下の開口孔径を孔径のばらつきが小さ
く制御できると共に、上下の孔径比が大きな貫通孔を得
ることができる。
の貫通孔を形成する場合において、貫通孔の両開口部の
径比が3以上に制御せしめることにより、後工程での導
電性樹脂等の注入・封止が容易となる。
全面エッチング時間〔t2(分)〕、1段目のエッチン
グで得られる開口径〔R1(μm)〕、全面エッチング
で得られる開口径〔R2(μm)〕、マスク径〔r(μ
m)〕、エッチング速度〔Ev(μm/分)〕、孔内部
でのエッチング速度補正係数(α)、1段目のエッチン
グ後の未貫通孔深さ〔d1(μm)〕、全面エッチング
において削られる未貫通孔の先端部のポリイミドフィル
ム厚み〔d2(μm)〕、ポリイミドフィルム厚み〔D
(μm)〕および全面エッチングで削られるフィルム厚
み〔ΔD(μm)〕が、(R1−r)/2=αEv×t1
=d1<D、R1:R2=d1:d2、D>r、ΔD=Ev
×t2、ΔD=D−d1+d2、R1/r≧3、0.8≦α
≦0.9を満たすと、必要とする開口径を有する貫通孔
加工処理が確実にできる。
フィルムを使用することにより、マスク下部のサイドエ
ッチングによりマスク径よりも大きいテーパー角を有す
る貫通孔を得ることができる。
ミン化合物の水溶液からなる液を使用することにより、
一定温度におけるエッチング速度がほぼ一定となりエッ
チングの制御が容易である。
ムとカバーフィルムをラミネートしたエッチング処理前
の状態を示す断面図である。
した状態を示す断面図である。
処理を行った状態を示す断面図である。
を行った状態を示す断面図である。
状態を示す断面図である。
拡大図である。
ムとカバーフィルムをラミネートしたエッチング処理前
の状態を示す断面図である。
した状態を示す断面図である。
グ処理を行った状態を示す断面図である。
ング処理を行い貫通孔が形成された状態を示す断面図で
ある。
グ処理を行った状態を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 ポリイミドフィルム基材の貫通孔形成過
程において、前記ポリイミドフィルム基材の一方の面に
感光性ドライフィルムを、他方の面にカバーフィルムを
それぞれラミネートし、感光性ドライフィルムを露光・
現像して孔部を有するパターンマスクを形成した後、エ
ッチング液を用いて前記感光性ドライフィルム側の面か
ら1段目のエッチングを行い、孔部が貫通する前にエッ
チングを停止し、両面のフィルムを剥離し、前記孔部が
開口された面をカバーフィルムで保護した後、他方のポ
リイミドフィルム基材表面を所定の厚さで全面エッチン
グを行うことにより前記孔が任意の径で貫通するように
制御せしめることを特徴とする貫通孔径制御方法。 - 【請求項2】 ポリイミドフィルム基材に200μm以
下の貫通孔を形成する場合において、貫通孔の両開口孔
部の径比が3以上に制御せしめることを特徴とする請求
項1記載の貫通孔径制御方法。 - 【請求項3】 1段目のエッチング時間〔t
1(分)〕、全面エッチング時間〔t2(分)〕、1段目
のエッチングで得られる開口径〔R1(μm)〕、全面
エッチングで得られる開口径〔R2(μm)〕、マスク
径〔r(μm)〕、エッチング速度〔Ev(μm/
分)〕、孔内部でのエッチング速度補正係数(α)、1
段目のエッチング後の未貫通孔深さ〔d1(μm)〕、
全面エッチングにおいて削られる未貫通孔の先端部のポ
リイミドフィルム厚み〔d2(μm)〕、ポリイミドフ
ィルム厚み〔D(μm)〕および全面エッチングで削ら
れるフィルム厚み〔ΔD(μm)〕が、式(1)から式
(7)を満足する条件で孔部が貫通されるように制御す
ることを特徴とする請求項1または2に記載の貫通孔径
制御方法。 (R1−r)/2=αEv×t1=d1<D (1) R1:R2=d1:d2 (2) D>r (3) ΔD=Ev×t2 (4) ΔD=D−d1+d2 (5) R1/r≧3 (6) 0.8≦α≦0.9 (7) - 【請求項4】 感光性ドライフィルムにアルカリ現像型
のフィルムを用いることを特徴とする請求項1から請求
項3のうちの一つの請求項記載の貫通孔径制御方法。 - 【請求項5】 エッチング液に無機アルカリ水酸化物と
アミン化合物の水溶液からなるエッチング液を使用する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のうちの一つの
請求項に記載の貫通孔径制御方法。
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---|---|---|---|---|
JP2012033973A (ja) * | 2005-06-17 | 2012-02-16 | Nec Corp | 配線基板及び半導体パッケージ |
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- 2000-06-20 JP JP2000184433A patent/JP4523120B2/ja not_active Expired - Fee Related
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