【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度な回路パターンを有するとともに生産性に優れた可撓性フィルムを用いた回路基板用部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロニクス製品の軽量化、小型化に伴い、プリント回路基板のパターニングの高精度化が求められている。中でも可撓性フィルム基板は、その可撓性ゆえに三次元配線ができ、エレクトロニクス製品の小型化に適していることから需要が拡大している。例えば、液晶ディスプレイパネルへのＩＣ接続に用いられるＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術は、比較的狭幅の長尺ポリイミドフィルム基板を加工することで樹脂基板としては最高レベルの微細パターンを得ることができるが、微細化の進展に関しては限界に近づきつつある。微細化にはライン幅やライン間のスペース幅で表される指標と基板上のパターンの位置で表される指標がある。後者の指標、いわゆる位置精度は、回路基板とＩＣなどの電子部品とを接続する際の電極パッドと回路基板パターンとの位置合わせに係わり、ＩＣの多ピン化の進展に従い要求される精度が厳しくなってきている。
【０００３】
上記位置精度の点において、特に可撓性フィルム基板加工は改良が難しい状況になりつつある。回路基板加工プロセスでは、乾燥やキュアなどの熱処理プロセス、エッチングや現像などの湿式プロセスがあり、可撓性フィルムは、膨張と収縮を繰り返す。このときのヒステリシスは、基板上の回路パターンの位置ずれを引き起こす。また、アライメントが必要なプロセスが複数ある場合、これらのプロセスの間に膨張、収縮があると形成されるパターン間で位置ずれが発生する。可撓性フィルムの膨張と収縮による変形は、比較的大面積の基板寸法で加工を進めるＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の場合には更に大きな影響を及ぼす。また、位置ずれは引っ張りや捻れなどの外力でも引き起こされ、柔軟性を上げるために薄い基板を使う場合は特に注意を必要とする。これに対して、回路パターンを形成しようとする可撓性フィルムを粘着剤層を介して硬質板を貼り合わせ変形を抑えようとする提案がある（例えば、特許文献１参照。）。粘着剤層としては、微粘着性の粘着剤層が採用できるとされているが、回路パターン形成プロセス中の洗浄、めっき、レジスト塗布、エッチングなどのウエット工程や乾燥、ベークなどの加熱工程、さらには、電子部品接合や樹脂封止などの実装プロセスの加熱工程に耐える微粘着性粘着剤の詳細は明らかではなかった。回路パターン形成プロセスや実装プロセスにおいては、１３０〜３００℃の高温工程があり、このような高温では、通常の粘着剤は、低分子量物放出や分解による脱ガスや粘着剤の再流動による粘着力の増大や剥離時のジッピングが発生することがあり、回路パターン形成や実装の障害になっていた。
【０００４】
【特許文献１】
国際公開第０３／００９６５７号パンフレット
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、高精度な可撓性フィルム回路パターンを備えた回路基板用部材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するために、本発明は以下の構成からなる。
（１） 補強板、粘着剤層、回路パターンが形成された可撓性フィルムの順に積層された回路基板部材に用いられる粘着剤であって、粘着剤が、アクリル系重合体、多官能モノマー、光重合開始剤およびアクリル系重合体と架橋反応可能な多官能化合物からなり、アクリル系重合体１００重量部に対して、多官能モノマーが３５〜７０重量部であることを特徴とする回路基板部材用粘着剤。
（２） アクリル系重合体の重量平均分子量が、５万〜５０万であることを特徴とする（１）の回路基板部材用粘着剤。
（３） 補強板、粘着剤層、回路パターンが形成された可撓性フィルムの順に積層された回路基板用部材であって、回路パターンは少なくとも補強板とは反対側の面にあり、粘着剤層が、アクリル系重合体、多官能モノマー、光重合開始剤およびアクリル系重合体と架橋反応可能な多官能化合物からなり、アクリル系重合体１００重量部に対して、多官能モノマーが３５〜７０重量部からなる粘着剤で形成されたことを特徴とする回路基板用部材。
（４） アクリル系重合体の重量平均分子量が、５万〜５０万であることを特徴とする（３）の回路基板用部材。
【０００７】
【発明の実施の形態】
補強板、粘着剤層、回路パターンが形成された可撓性フィルムの順に積層された回路基板部材について説明する。
【０００８】
可撓性フィルムとしては、プラスチックフィルムであって、回路パターン製造工程および電子部品実装での熱プロセスに耐えるだけの耐熱性を備えていることが重要であり、ポリカーボネート、ポリエーテルサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリアミド、液晶ポリマーなどのフィルムを採用することができる。中でもポリイミドフィルムは、耐熱性に優れるとともに耐薬品性にも優れているので好適に採用される。また、低誘電損失など電気的特性が優れている点で、液晶ポリマーが好適に採用される。可撓性のガラス繊維補強樹脂板を採用することも可能である。ガラス繊維補強樹脂板の樹脂としては、エポキシ、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンエーテル、マレイミド、ポリアミド、ポリイミドなどが挙げられる。
【０００９】
可撓性フィルムの厚さは、電子機器の軽量化、小型化、あるいは微細なビアホール形成のためには薄い方が好ましく、一方、機械的強度を確保するためや平坦性を維持するためには厚い方が好ましい点から、４μｍから１２５μｍの範囲が好ましい。
【００１０】
回路パターンを形成する方法は特に限定されず、例えば、銅箔などの金属箔を接着剤層で貼り付けて形成することができる他、スパッタやメッキ、あるいはこれらの組合せで形成することができる。また、銅などの金属箔の上に可撓性フィルムの原料樹脂あるいはその前駆体を塗布、乾燥、キュアすることで、金属層付き可撓性フィルムを得ることもできる。
【００１１】
補強板として用いられる基板は、ソーダライムガラス、ホウケイ酸系ガラス、石英ガラスなどの無機ガラス類、インバー合金、ステンレススチール、チタンなどの金属、アルミナ、ジルコニア、窒化シリコンなどのセラミックスやガラス繊維補強樹脂板などが採用できる。いずれも線膨張係数や吸湿膨張係数が小さい点で好ましいが、回路パターン製造工程の耐熱性、耐薬品性に優れている点や大面積で表面平滑性が高い基板が安価に入手しやすい点や塑性変形しにくい点で無機ガラス類からなる基板が好ましい。
【００１２】
本発明の粘着剤は、紫外線硬化型粘着剤である。したがって、紫外線を透過する補強板であることが望ましく、この点でも無機ガラス類が好ましい。中でもアルミノホウケイ酸塩ガラスに代表されるホウケイ酸系ガラスは、高弾性率でかつ熱膨張係数が小さいため特に好ましい。
【００１３】
金属やガラス繊維補強樹脂を補強板に採用する場合は、長尺連続体での製造もできるが、位置精度を確保しやすい点で、本発明の回路基板の製造方法は枚葉式で行うことが好ましい。枚葉とは、長尺連続体でなく、個別のシート状でハンドリングされる状態を言う。
【００１４】
補強板にガラス基板を用いる場合、ガラス基板の厚みが小さいと剥離の際に保持手段による平坦さの維持が難しい。また、可撓性フィルムの膨張・収縮力で反りやねじれが大きくなり、平坦な載置台上に真空吸着したときにガラス基板が割れることがある。また、真空吸着・脱着で可撓性フィルムが変形することになり、位置精度の確保が難しくなる傾向がある。一方、ガラス基板が厚いと、肉厚ムラにより平坦性が低下し、露光精度も低くなる。また、ロボット等によるハンドリング負荷が大きくなり素早い動作ができずに生産性が低下する要因になる他、運搬コストも増加する。これらの点から、ガラス基板の厚さは、０．３ｍｍから１．１ｍｍの範囲が好ましい。
【００１５】
補強板に金属を用いる場合、金属基板の厚みが小さいと剥離の際に保持手段による平坦さの維持が難しい。また、可撓性フィルムの膨張・収縮力で反りやねじれが大きくなり、平坦な載置台上に真空吸着できなくなったり、金属基板の反りやねじれが発生する分だけ可撓性フィルムが変形することにより、所定の位置精度が確保できなくなる。また、折れがあるとその時点で不良品となる。一方、金属基板が厚いと、肉厚ムラにより平坦性が低くなるとともに、露光精度も低下する。また、ロボット等によるハンドリング負荷が大きくなり、素早い動作ができなくなって生産性が低下するほか、運搬コストも増加する。したがって、金属板の厚さは、０．１ｍｍから０．７ｍｍの範囲が好ましい。
【００１６】
本発明の粘着剤層は、アクリル系重合体、多官能モノマー、光重合開始剤及びアクリル系重合体と架橋反応可能な多官能化合物からなる樹脂組成物から得られる。
【００１７】
前記アクリル系重合体としては、（メタ）アクリル酸アルキルエステル１００重量部、官能基含有モノマー０．１〜２０重量部及び共重合可能なその他のモノマー０〜５０重量部からなる単量体混合物を、従来公知の方法である溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法等により重合して得られる重合体である。これらの重合法の中では、乳化剤、懸濁剤又は重合安定剤等の不純物の少ない溶液重合法及び塊状重合法が好ましい。その重合体のゲルパーミュエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）による重量平均分子量としては、好ましくは５万〜５０万、より好ましくは１０万〜３０万である。重量平均分子量が５万未満であるとソルダーレジストキュアにより泡が発生しやすく、また、可撓性フィルムを補強板から剥がす際に、剥離力が大きくなり回路基板の寸法精度を低下させる傾向がある。一方、重量平均分子量が５０万を超えると補強板との密着性が悪くなり、加熱工程や機械的に力が加わった際に可撓性フィルムが補強板から一部が剥がれる浮きが発生しやすい。
【００１８】
前記（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ドデシル等の、アルキル部分の炭素数が好ましくは１〜１８である（メタ）アクリル酸アルキルエステルを挙げることができる。また、官能基含有モノマーとしては、（メタ）アクリル酸等のカルボキシル基含有モノマー、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル等の水酸基含有モノマー、（メタ）アクリル酸グリシジルエーテル、（メタ）アクリル酸−２−エチルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有モノマー、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシエチル（メタ）アクリルアミド等のアミド基含有モノマー等を挙げることができる。さらに、前記共重合可能なその他のモノマーとして、（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アクリル酸エトキシエチル、（メタ）アクリル酸プロポキシエチル、（メタ）アクリル酸ブトキシエチル、（メタ）アクリル酸エトキシプロピル等の（メタ）アクリル酸アルコキシアルキルエステル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシルのような脂環式アルコールの（メタ）アクリル酸エステル、スチレン，メチルスチレン等の芳香族ビニルモノマー、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、（メタ）アクリロニトリル等を挙げることができる。
【００１９】
本発明で用いられる多官能モノマーは、１分子中に２個以上の不飽和結合を含むモノマーであり（したがって、多官能は二官能を包含する）、好ましい例としては、エチレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル、ジエチレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル、トリエチレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル、ポリエチレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル、プロピレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エスエル、ジプロピレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エスエル、トリプロピレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステルのような（ポリ）アルキレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル；トリメチロールプロパンのトリ（メタ）アクリル酸エステル、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリル酸エステル等の多価（メタ）アクリル酸エステルを挙げることができる。これらの多官能モノマーは、単独でも２種以上を組み合わせても用いることができる。
【００２０】
本発明において、アクリル系重合体１００重量部に対して、多官能モノマーが３５〜７０重量部であることが重要である。多官能モノマーがアクリル系重合体１００重量部に対して３５重量部未満であると、回路パターン形成プロセスや実装プロセス中の加熱により剥離力が増大して、可撓性フィルム剥離の際に、ジッピングを生じて、剥離後の回路パターンに折れ、カール、歪みを生じることがある。ジッピングとは、一定速度で引っ張ることで可撓性フィルムを剥離したときに、剥離進行方向に剥離力が一定でなく、剥離力増大によって剥離進行が止まり、可撓性フィルムの伸びなどで引っ張り力が増大してから一気に剥離が進む部分が、規則的にあるいは不規則に現れる状態を言う。剥離力が増大した部分では、回路パターンに過大な応力が加わるだけでなく、粘着剤が可撓性フィルム側に残る不具合があることが通常である。また、高温で粘着剤が柔軟化して粘着力が大きく低下し、高温プロセスでの可撓性フィルム剥離が起きることがある。一方、多官能モノマーがアクリル系重合体１００重量部に対して７０重量部を超えると、回路パターン形成プロセス中の可撓性フィルムの膨張・収縮力や可撓性フィルムに加わる外力で、可撓性フィルムが補強板から脱離することがある。また、可撓性フィルムの回路パターン形成済み面を貼り合わせる場合には、凹凸のある回路パターン形成面の埋め込み性が不十分であることが多い。後述するＩＣなどの電子部品と回路基板との接続時の温度は、２００〜４００℃と高温であるとともに、圧力も高い。多官能モノマーがアクリル系重合体１００重量部に対して３５重量部未満であると電子部品に設けられた凸状接合用電極（バンプ）下とその近傍での回路パターンの厚み方向の変形が大きくなり、配線回路の信頼性確保に問題となることがある。
【００２１】
前記光重合開始剤としては、アセトフェノン、メトキシアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、α−ヒドロキシ−α，α’−ジメチルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−シクロヘキシルアセトフェノン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モンフォリノプロパノン−１等のアセトフェノン類、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルブチルエーテル等のベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ’−ジクロロベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラメチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン等のケトン類、チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン等のチオキサンソン類、ビスアシルホスフィンオキサイド、ベンゾイルホスフィンオキサイド等のホスフィン酸化物、ベンジルジメチルケタール等のケタール類、カンファン−２，３−ジオン、フェナントレンキノン等のキノン類などを挙げることができる。これらの光重合開始剤は、単独でも２種以上を組み合わせても用いることができる。
【００２２】
光重合開始剤の含有量は、特に限定されないが、通常、前記アクリル系重合体１００重量部に対して０．５〜１０重量部程度であり、好ましくは、１〜５重量部程度である。
【００２３】
前記アクリル系重合体と架橋反応可能な多官能化合物としては、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、金属キレート化合物、アジリジン化合物等を挙げることができる。中でも、分子内に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ架橋剤、及び、分子内に２個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート架橋剤が、好ましい。この分子内に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ架橋剤の例としては、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリジル−ｍ−キシリレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリジルアミノフェニルメタン、トリグリシジルイソシアヌレート、ｍ−Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノフェニルグリシジルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルトルイジン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン等を挙げることができる。また、分子内に２個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート架橋剤の例としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、クロルフェニレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、テトラメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添されたジフェニルメタンジイソシアネートなどのイソシアネートモノマー及びこれらイソシアネートモノマーをトリメチロールプロパンなどと付加したイソシアネート化合物やイソシアヌレート化物、ビュレット型化合物、さらには公知のポリエーテルポリオールやポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオールなど付加反応させたウレタンプレポリマー型のイソシアネート等を挙げることができる。金属キレート化合物としては、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモン、マグネシウム、バナジウム、クロム、ジルコニウム等の多価金属のアセチルアセトンやアセト酢酸エステル配位化合物等を用いることができる。また、アジリジン化合物としては、トリエチレンメラミン、Ｎ，Ｎ’ジフェニルメタン−４，４’−ビス（１−アジリジンカルボキサイド）、Ｎ，Ｎ’ヘキサメチレン−１，６−ビス（１−アジリジンカルボキサイド）、Ｎ，Ｎ’トルエン−２，４−ビス（１−アジリジンカルボキサイド）、ビスイソフタロイル−１−（２−メチルアジリジン）、トリ−１−アジリジニルホスフィンオキサイド等を挙げることができる。これらの多官能化合物は、単独でも２種以上を組み合わせても用いることができる。
【００２４】
上記多官能化合物の含有量は、特に限定されないが、通常、前記アクリル系重合体１００重量部に対して０．００１〜１０重量部程度であり、好ましくは、０．０１〜５重量部程度である。
【００２５】
本発明の粘着剤は、上記したアクリル系重合体、多官能モノマー、光重合開始剤およびアクリル系重合体と架橋反応可能な多官能化合物のみから成ることが好ましいが、本発明の効果を妨げない範囲ならば、上記４種の成分以外の不純物ないし副生物、その他、粘着付与樹脂、酸化防止剤、金属不活性化剤、腐食防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤等の成分を含んでいてもよい。これらの付随的な成分の含量は、本発明の効果が達成される範囲内であれば特に限定されないが、前記アクリル系重合体１００重量部に対して１０重量部以下、好ましくは５重量部以下、さらに好ましくは１重量部以下である。
【００２６】
粘着剤層に紫外線を照射する工程は、補強板と可撓性フィルム基板を貼り合わせた後で、回路パターンを形成する工程の前であることが好ましい。紫外線硬化型粘着剤層は、耐水性や耐熱性が不十分であることが多く、回路パターン形成工程にウエット工程や加熱工程がある場合、膨潤や発泡などの不具合を起こすことが多く、位置精度確保ができなくなったり、平坦性が損なわれたりするからである。また、補強板と可撓性フィルム基板の剥離力が増大する場合があり、剥離時に可撓性フィルムの位置精度が損なわれることがある。
【００２７】
ここで、ウエット工程とは、レジスト現像工程、メッキ工程、エッチング工程あるいは洗浄工程などである。ウエット工程前に紫外線を照射することにより、湿式プロセスで紫外線硬化型粘着剤層が吸水することによる膨潤を抑制することができる。
【００２８】
また、加熱工程とは、フォトレジストベーク、ソルダーレジストベークなどである。紫外線を照射する工程は加熱工程前であることが好ましい。加熱工程前に紫外線を照射することにより、加熱工程で紫外線硬化型粘着剤層の紫外線反応部位が破壊されて、紫外線硬化型粘着剤層が発泡あるいは変質して平坦性が失われたり、可撓性フィルムを剥離し難くなることを防ぐことができる。
【００２９】
ＩＣなどの電子部品と回路基板との接続方法としては、回路基板の接続部に形成された錫、金、はんだなどの金属層と電子部品の接続部に形成された金やはんだなどの金属層とを加熱圧着し金属接合させる方法、回路基板の接続部の錫、金、はんだなどの金属層と電子部品の接続部に形成された金やはんだなどの金属層とを圧着しつつ回路基板と電子部品間に配置した異方導電性接着剤または非導電性接着剤を硬化させ、機械的に接合させる方法などがある。これらの接続時の温度は、２００〜４００℃と高温であるとともに、圧力も高い。本発明によれば、電子部品に設けられた凸状接合用電極（バンプ）下とその近傍での回路パターンの厚み方向の変形を抑制することができる。電子部品に設けられた凸状接合用電極下とその近傍での回路パターンの厚み方向の変形は、配線回路の信頼性を確保するために６μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３０】
本発明に使用する粘着剤層は、可撓性フィルム加工中は十分な接着力があり、剥離時は容易に剥離でき、可撓性フィルム基板に歪みを生じさせないために、弱粘着領域の粘着力であるのが好ましい。
【００３１】
本発明において剥離力は、紫外線硬化型粘着剤層を介して補強板と貼り合わせた１ｃｍ幅の可撓性フィルムを剥離するときの１８０°方向ピール強度で測定される。ここで、剥離力を測定するときの剥離速度は３００ｍｍ／分とした。剥離力の測定装置は特に限定されず、機械的強度や伸度の測定などで一般に使用されるテンシロンが好適に採用できる。ここで、弱粘着領域とは、上記の条件で測定したときの剥離力が０．０１Ｎ／ｃｍから１Ｎ／ｃｍの範囲を言う。
【００３２】
粘着剤層の厚みは小さすぎると、均一性が低下する傾向があるため、０．１μｍ以上であることが好ましく、０．３μｍ以上であることがさらに好ましい。一方、粘着剤層の厚みが大きすぎると、可撓性フィルムへの投錨性が良くなるために粘着力が大きくなりすぎる傾向があるため、２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましい。補強板上に粘着剤層を介して固定された可撓性フィルム上の回路パターンに電子部品を接合する場合は、粘着剤層が厚いと前述の回路パターンの厚み方向の変形が大きくなる傾向があるため、粘着剤層の厚みが５μｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
剥離の界面は、補強板と紫外線硬化型粘着剤層との界面でも紫外線硬化型粘着剤層と可撓性フィルムとの界面でもどちらでも良いが、可撓性フィルムから紫外線硬化型粘着剤層を除去する工程が省略できるので、紫外線硬化型粘着剤層と可撓性フィルムとの界面で剥離する方が好ましい。
【００３４】
補強板と紫外線硬化型粘着剤層との接着力を向上させるために、補強板にシランカップリング剤塗布などのプライマー処理を行っても良い。プライマー処理以外に紫外線処理、紫外線オゾン処理などによる洗浄や、ケミカルエッチング処理、サンドブラスト処理あるいは微粒子分散層形成などの表面粗化処理なども好適に用いられる。
【００３５】
可撓性フィルムには、補強板との貼り付けに先立って、貼り付け面である一方の面に回路パターンが形成されていても良い。この場合、該パターン形成と同時に、もう一方の面に形成される回路パターンとの位置合わせ用マークを形成することが好ましい。貼り合わせ面とは反対側の面に形成する高精細パターンの高精細さを活かすために位置合わせマークを設けて位置合わせすることは高精細パターンの作製に非常に有効である。位置合わせマーク読みとり方法は特に限定されず、例えば、光学的な方法、電気的な方法等を用いることができる。位置合わせマークは、可撓性フィルムを補強板と貼り合わせる際の位置合わせにも利用することができる。位置合わせマークの形状は特に限定されず、露光機などで一般に使用される形状が好適に採用できる。
【００３６】
可撓性フィルムを補強板に貼り付けた後に、可撓性フィルムの該貼り付け面とは反対面に形成される回路パターンは、補強板及び金属層により加工時に生じる可撓性フィルムの変形を防止できるため、特に高精度なパターンを形成することができる。両面配線であることのメリットとしては、スルーホールを介しての配線交差ができ、配線設計の自由度が増すこと、太い配線で接地電位を必要な場所の近傍まで伝搬することで高速動作するＬＳＩのノイズ低減ができること、同様に太い配線で電源電位を必要な場所の近傍まで伝搬することにより、高速スイッチングでも電位の低下を防ぎ、ＬＳＩの動作を安定化できること、電磁波シールドとして外部ノイズを遮断することなどが挙げられ、ＬＳＩが高速化し、また、多機能化による多ピン化が進む中で非常に重要である。
【００３７】
さらに、可撓性フィルムの両面の加工時に共に補強板を使用し、両面とも特に高精度なパターンを形成することも可能である。例えば、第１の補強板と可撓性フィルムの第２の面とを紫外線硬化型粘着剤層を介して貼り合わせて、可撓性フィルムの第１の面に回路パターンを形成してから、第１の面と第２の補強板とを紫外線硬化型粘着剤層を介して貼り合わせた後、可撓性フィルムを第１の補強板から剥離し、次いで可撓性フィルムの第２の面に回路パターンを形成してから、可撓性フィルムを第２の補強板から剥離する方法が挙げられ、両面共に高精度の回路パターン加工を実現することができる。
【００３８】
本発明の回路基板の製造方法の一例を以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３９】
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管及び冷却管を備えた反応容器内に、アクリル酸アルキルエステル、官能基含有モノマー、共重合可能なその他のモノマーおよび溶媒を所定の比率で投入し、反応容器内を窒素雰囲気とした後、所定の時間、所定の温度に加温して重合反応を行い、アクリル系重合体を得る。次いで、アクリル系重合体に、多官能モノマー、光重合開始剤および上記アクリル系重合体と架橋反応可能な多官能化合物を所定の割合で加えて紫外線硬化型粘着剤を得る。
【００４０】
厚さ０．７ｍｍのアルミノホウケイ酸塩ガラスにスピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーター、スクリーン印刷機などで、シランカップリング剤を塗布する。間欠的に送られてくる枚葉基板に比較的低粘度のシランカップリング剤の薄膜を均一に塗布するためには、スピンコーターの使用が好ましい。シランカップリング剤塗布後、加熱乾燥や真空乾燥などにより乾燥し、厚みが２０ｎｍのシランカップリング剤層を得る。
【００４１】
次に上記シランカップリング剤層上に、スピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーター、スクリーン印刷機などで、粘着剤を塗布する。間欠的に送られてくる枚葉基板に比較的粘度が高い粘着剤を均一に塗布するためには、ダイコーターの使用が好ましい。粘着剤を塗布後、加熱乾燥や真空乾燥などにより乾燥し、厚みが２μｍの粘着剤層を得る。この粘着剤層に、ポリエステルフィルム上にシリコーン樹脂層を設けた空気遮断用フィルムを貼り付けて１週間熟成させる。空気遮断用フィルムを貼り合わせる代わりに、窒素雰囲気中や真空中で保管することもできる。また、粘着剤層を長尺フィルム基体に塗布、乾燥後、枚葉基板に転写することも可能である。
【００４２】
本発明において、粘着剤層は、最初に可撓性フィルム側に形成されていても良いし、補強板側に形成されていても良く、両方に形成されていても良い。形成の容易さや剥離界面を可撓性フィルムと粘着剤層となるよう制御するためには、補強板側に形成されるのが好ましい。
【００４３】
次に上記空気遮断用フィルムを剥がしてポリイミドフィルムを貼り付ける。ポリイミドフィルムの厚さは４μｍから１２５μｍの範囲が好ましい。前述のように、ポリイミドフィルムの片面または両面に金属層があらかじめ形成されていても良い。ポリイミドフィルムの補強板貼り付け面側に金属層を設けておくと、電磁波遮断用のためのグラウンド層などとして利用することができ好ましい。また、セミアディティブ法によって、補強板貼り付け面とは反対側に回路パターンを形成する場合は、ポリイミドフィルムに電解めっきの通電を担う下地層があらかじめ形成されていることが好ましい。ポリイミドフィルムは、あらかじめ所定の大きさのカットシートにしておいて貼り付けても良いし、長尺ロールから巻きだしながら、貼り付けと切断をしてもよい。
【００４４】
ポリイミドフィルムをガラス基板に貼り付けた後、紫外線硬化型粘着剤層に紫外線を照射して架橋を進行させる。
【００４５】
ポリイミドフィルムの貼り合わせ面とは反対側の面にあらかじめ金属層が設けられていない場合は、フルアディティブ法やセミアディティブ法で金属層を形成することができる。
【００４６】
フルアディティブ法は、例えば、以下のようなプロセスである。金属層を形成する面にパラジウム、ニッケルやクロムなどの触媒付与処理をし、乾燥する。ここで言う触媒とは、そのままではメッキ成長の核としては働かないが、活性化処理をすることでメッキ成長の核となるものである。次いでフォトレジストをスピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーター、スクリーン印刷機などで塗布して、乾燥する。該フォトレジストを所定パターンのフォトマスクを介して露光、現像して、メッキ膜が不要な部分にレジスト層を形成する。この後、触媒の活性化処理をしてから、硫酸銅とホルムアルデヒドの組合せからなる無電解メッキ液に、該ポリイミドフィルムを浸漬し、厚さ２μｍから２０μｍの銅メッキ膜を形成して、回路パターンを得る。
【００４７】
セミアディティブ法は、例えば、以下のようなプロセスである。金属層を形成する面に、クロム、ニッケル、銅またはこれらの合金をスパッタリングし、下地層を形成する。下地層の厚みは、通常、１ｎｍから１０００ｎｍの範囲である。下地層の上に銅スパッタ膜をさらに５０ｎｍから３０００ｎｍ積層することは、後に続く電解メッキのために十分な導通を確保したり、金属層の接着力向上やピンホール欠陥防止に効果があり好ましい。下地層形成に先立ち、ポリイミドフィルム表面に接着力向上のために、プラズマ処理、逆スパッタ処理、プライマー層塗布、接着剤層塗布が行われることは、適宜用いられる。中でもエポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ポリアミド樹脂系、ポリイミド樹脂系、ＮＢＲ系などの接着剤層塗布は接着力改善効果が大きく好ましい。これらの処理や塗布は、ガラス基板貼り付け前に実施されても良いし、ガラス基板貼り付け後に実施されても良い。ガラス基板貼り付け前に、長尺のポリイミドフィルムに対してロールツーロールで連続処理されることは、生産性向上が図れ好ましい。このようにして形成した下地層上に、フォトレジストをスピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーター、スクリーン印刷機などで塗布して、乾燥する。該フォトレジストを所定パターンのフォトマスクを介して露光、現像して、メッキ膜が不要な部分にレジスト層を形成する。次いで該下地層を電極として電解メッキをおこなう。電解メッキ液としては、硫酸銅メッキ液、シアン化銅メッキ液、ピロ燐酸銅メッキ液などが用いられる。厚さ２μｍから２０μｍの銅メッキ膜を形成後、フォトレジストを剥離し、続いてスライトエッチングにて下地層を除去して、さらに必要に応じて金、ニッケル、錫などのメッキを施し、回路パターンを得る。
【００４８】
サブトラクティブ法とは、ポリイミドフィルムにベタの金属層が形成されている場合、フォトレジストとエッチング液を使って回路パターンを形成する方法であり、製造プロセスが短く、低コストな方法である。
【００４９】
特に高精細な回路パターンを得るためには、セミアディティブ法、フルアディティブ法の採用が好ましい。
【００５０】
さらに、ポリイミドフィルムに、接続孔を設けることができる。すなわち、ガラス基板との貼り合わせ面側に設けた金属層との電気的接続を取るビアホールを設けたり、ボールグッリドアレーのボール設置用の孔を設けたりすることができる。接続孔の設け方としては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザーなどのレーザー孔開けやケミカルエッチングを採用することができる。レーザーエッチングを採用する場合は、エッチングストッパ層として、ポリイミドフィルムのガラス基板貼り付け面側に金属層があることが好ましい。
【００５１】
ポリイミドフィルムのケミカルエッチング液としては、ヒドラジン、水酸化カリウム水溶液などを採用することができる。また、ケミカルエッチング用マスクとしては、パターニングされたフォトレジストや金属層が採用できる。電気的接続を取る場合は、接続孔形成後、前述の金属層パターン形成と同時にメッキ法で孔内面を導体化することが好ましい。電気的接続をとるための接続孔は、直径が１５μｍから２００μｍが好ましい。ボール設置用の孔は、直径が８０μｍから８００μｍが好ましい。
【００５２】
接続孔を形成するタイミングは限定されないが、ポリイミドフィルムをガラス基板に貼り合わせた後、ポリイミドフィルムの貼り合わせ面の反対面から接続孔を形成することが好ましい。
【００５３】
回路パターン上にソルダーレジスト膜を形成する。微細回路パターンに対しては感光性のソルダーレジストの採用が好ましい。スピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーター、スクリーン印刷機などで回路パターン上に感光性ソルダーレジストを塗布し、乾燥させた後、所定のフォトマスクを介して紫外線露光をし、現像して、ソルダーレジストパターンを得る。次に１００℃から２００℃でキュアをする。また、必要に応じてポスト露光する。
【００５４】
次に、回路パターンが形成されたポリイミドフィルムをガラス基板から剥離する。さらに、電子部品との接続の位置精度を保つために、ポリイミドフィルム上の回路パターンへ電子部品を接続後に、該ポリイミドフィルムをガラス基板から剥離することがさらに好ましい。電子部品との接続方法としては、例えば、ハンダ接続、異方導電性フィルムによる接続、金属共晶による接続、非導電性接着剤による接続、ワイヤーボンディング接続などが採用できる。
【００５５】
本発明によって得られる回路基板用部材は、電子部品接続や可撓性フィルム剥離工程を経て、電子機器の配線板、ＩＣパッケージ用インターポーザー、ウエハレベルプロバー、ウエハレベルバーンインソケット用基板などに好ましく使用される。回路パターンに抵抗素子や容量素子を入れ込むことは、適宜好ましく用いられる。
【００５６】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５７】
分子量測定条件
重量平均分子量は、ポリスチレン換算によるＧＰＣにより測定した。その測定条件を下記に示す。
装置名：東ソー（株）製、ＨＣＬ−８１２０
カラム：東ソー（株）製、Ｇ７０００ＨＸＬ ７．８ｍｍＩＤ×３０ｃｍ １本
ＧＭＨＸＬ ７．８ｍｍＩＤ×３０ｃｍ ２本、Ｇ２０００ＨＸＬ ７．８ｍｍＩＤ×３０ｃｍ １本
サンプル濃度：１．５ｍｇ／ｃｍ２になるようにテトロヒドロフランで希釈
移動相溶媒：テトロヒドロフラン
流量：１．０ｃｍ３／分
カラム温度：４０℃
【００５８】
実施例１
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管及び冷却管を備えた反応容器内に、アクリル酸２−エチルヘキシル４０重量部、アクリル酸メチル５３．５重量部、アクリル酸６重量部、アクリル酸２−ヒドロキシエチル０．５重量部、アゾビスイソブチロニトリル０．２重量部、キシレン４０重量部及びシクロヘキサノン８０重量部を投入し、反応容器内を窒素雰囲気とした後、６５℃まで加温して重合反応を行い、１２時間後にＧＰＣによる重量平均分子量が２０万のアクリル系重合体を得た。
【００５９】
上記アクリル系重合体１００重量部に対して、多官能モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート５０重量部、光重合開始剤としてベンゾフェノン１．０重量部、上記アクリル系重合体と架橋反応可能な多官能化合物として１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサンを０．２重量部加えて、紫外線硬化型粘着剤を得た。
【００６０】
厚さ０．７ｍｍ、３００ｍｍ角のアルミノホウケイ酸塩ガラスに、ダイコーターで、上記紫外線硬化型粘着剤を塗布し、８０℃で２分乾燥した。乾燥後の紫外線硬化型粘着剤層厚みを２μｍとした。次いで、紫外線硬化型粘着剤層に、ポリエステルフィルム上に離型容易なシリコーン樹脂層を設けたフィルムからなる空気遮断用フィルムを貼り付けて１週間、常温で静置した。
【００６１】
厚さ２５μｍ長尺ポリイミドフィルムを用意し、リールツーリール型スパッタ装置を用いて、厚さ１０ｎｍのクロム−ニッケル合金膜と厚さ１００ｎｍの銅膜をこの順に積層した。クロム−ニッケル合金膜と銅膜が設けられたポリイミドフィルムを３００ｍｍ角に切り出した。
【００６２】
次に、空気遮断用フィルムを剥がしつつ、ガラス基板の紫外線硬化型粘着剤層が形成されている側にロール式ラミネーターでポリイミドフィルムの金属層が設けられた面とは反対側の面を貼り付けた。その後、ガラス基板側から紫外線を５０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、紫外線硬化型粘着剤層を硬化させた。
【００６３】
銅膜上にポジ型フォトレジストをスピンコーターで塗布して９０℃で３０分間乾燥した。フォトレジストをフォトマスクを介して露光、現像して、めっき膜が不要な部分に厚さ１０μｍのフォトレジストを形成した。
【００６４】
テスト用フォトマスクパターンは以下のようにした。ＬＳＩ接続部分として、４０μｍピッチで４００個の接続パッド（幅２０μｍ、長さ２００μｍ）を１．５ｍｍの間隔で２列平行に設けた。さらに、外部基板接続部分として、上記４００個の接続パッド列から並行に１４ｍｍ離し、接続パッド列の長さ方向中心を合わせて、７０μｍピッチで４００個の接続パッド（幅３０μｍ、長さ５００μｍ）を設けた。ＬＳＩ接続部分の接続パッド列と外部基板接続部分の接続パッド列の対応するものどうしを結んだ幅１７μｍの配線を１ユニットとして、これを３００角の基板上に４０ｍｍピッチで６行×６列に均等配置した。
【００６５】
次いで、銅膜を電極として厚さ５μｍの銅層を電解めっきで形成した。電解めっき液は、硫酸銅めっき液とした。その後、フォトレジストをフォトレジスト剥離液で剥離し、続いて過酸化水素−硫酸系水溶液によるソフトエッチングにてレジスト層の下にあった銅膜およびクロム−ニッケル合金膜を除去した。引き続き、銅めっき膜上に、無電解めっきで厚さ０．４μｍの錫層を形成し、回路パターンを得た。スクリーン印刷によって、接続パッドを形成した部分を除いてソルダーレジストを塗布し、１５０℃で３０分間キュアした。ソルダーレジストキュアによる発泡やポリイミドフィルム剥離はなかった。
【００６６】
４０μｍピッチで一列４００個の金めっきバンプを１．５ｍｍ間隔を置いて２列配置したモデルＩＣチップをチップ側から３００℃に加熱しつつフリップチップボンダーを用いて、回路パターン上の接続パッドと金属接合した。１バンプあたりの圧力を３０ｇとし、接合時間を３秒とした。モデルＩＣチップのバンプと回路基板上の接続パッドの位置合わせは良好であった。接続部の断面を切り出し、電子顕微鏡で観察したところ、バンプの沈み込みは２μｍであり、配線回路の信頼性に全く問題ない範囲であった。次いで、ポリイミドフィルムの一端を把持し、直径６インチの円筒状に沿わせつつ、ポリイミドフィルムを端部から徐々にガラス基板から剥がした。剥離の際のジッピングはなく、剥離後の可撓性フィルムに折れやカールはなかった。
【００６７】
実施例２
アクリル系重合体１００重量部に対して、多官能モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート４０重量部を加えたこと以外は実施例１と同様にして紫外線硬化型粘着剤を得た。さらに、実施例１と同様にして、ソルダーレジスト付き回路パターンを得た。ソルダーレジストキュアによる発泡やポリイミドフィルム剥離はなかった。
【００６８】
実施例１と同様にして、４０μｍピッチで一列４００個の金めっきバンプを１．５ｍｍ間隔を置いて２列配置したモデルＩＣチップを回路パターンと接合した。モデルＩＣチップのバンプと回路基板上の接続パッドの位置合わせは良好であった。接続部の断面を切り出し、電子顕微鏡で観察したところ、バンプの沈み込みは２．８μｍであり、配線回路の信頼性に全く問題ない範囲であった。次いで、ポリイミドフィルムの一端を把持し、直径６インチの円筒状に沿わせつつ、ポリイミドフィルムを端部から徐々にガラス基板から剥がした。剥離の際のジッピングはなく、剥離後の可撓性フィルムに折れやカールはなかった。
【００６９】
実施例３
アクリル系重合体１００重量部に対して、多官能モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート６５重量部を加えたこと以外は実施例１と同様にして紫外線硬化型粘着剤を得た。さらに、実施例１と同様にして、ソルダーレジスト付き回路パターンを得た。ソルダーレジストキュアによる発泡やポリイミドフィルム剥離はなかった。
【００７０】
実施例１と同様にして、４０μｍピッチで一列４００個の金めっきバンプを１．５ｍｍ間隔を置いて２列配置したモデルＩＣチップを回路パターンと接合した。モデルＩＣチップのバンプと回路基板上の接続パッドの位置合わせは良好であった。接続部の断面を切り出し、電子顕微鏡で観察したところ、バンプの沈み込みは１．５μｍであり、配線回路の信頼性に全く問題ない範囲であった。次いで、ポリイミドフィルムの一端を把持し、直径６インチの円筒状に沿わせつつ、ポリイミドフィルムを端部から徐々にガラス基板から剥がした。剥離の際のジッピングはなく、剥離後の可撓性フィルムに折れやカールはなかった。
【００７１】
実施例４
重合反応時の溶剤をキシレン４０重量部およびシクロヘキサノン４０重量部としたこと以外は実施例１と同様にして、アクリル系重合体を得た。該アクリル系重合体のＧＰＣによる重量平均分子量は６０万であった。実施例１と同様にして、紫外線硬化型粘着剤を得た。さらに、実施例１と同様にして、ソルダーレジスト付き回路パターンを得た。ソルダーレジストキュアによる発泡はなかったが、ポリイミドフィルム端部の一部で剥がれが生じた。
【００７２】
実施例１と同様にして、４０μｍピッチで一列４００個の金めっきバンプを１．５ｍｍ間隔を置いて２列配置したモデルＩＣチップを回路パターンと接合した。モデルＩＣチップのバンプと回路基板上の接続パッドの位置合わせは良好であったが、接合時の加熱により接合部周辺のポリイミドフィルムの一部がガラス基板から浮き上がった。接続部の断面を切り出し、電子顕微鏡で観察したところ、バンプの沈み込みは１．９μｍであり、配線回路の信頼性に全く問題ない範囲であった。次いで、ポリイミドフィルムの一端を把持し、直径６インチの円筒状に沿わせつつ、ポリイミドフィルムを端部から徐々にガラス基板から剥がした。剥離の際のジッピングはなく、剥離後の可撓性フィルムに折れやカールはなかった。
【００７３】
実施例５
重合反応時溶剤をキシレン８０重量部及びイソプロピルアルコール８０重量部としたこと以外は実施例１と同様にして、アクリル系重合体を得た。該アクリル系重合体のＧＰＣによる重量平均分子量は３万であった。実施例１と同様にして、紫外線硬化型粘着剤を得た。さらに、実施例１と同様にして、ソルダーレジスト付き回路パターンを得た。ポリイミドフィルム剥がれはなかったが、ソルダーレジストキュアによる発泡が一部生じた。
【００７４】
実施例１と同様にして、４０μｍピッチで一列４００個の金めっきバンプを１．５ｍｍ間隔を置いて２列配置したモデルＩＣチップを回路パターンと接合した。モデルＩＣチップのバンプと回路基板上の接続パッドの位置合わせは良好であった。接続部の断面を切り出し、電子顕微鏡で観察したところ、バンプの沈み込みは６．１μｍであり、配線回路の信頼性の点で問題になる範囲であった。
【００７５】
比較例１
アクリル系重合体１００重量部に対して、多官能モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート３０重量部を加えたこと以外は実施例１と同様にして紫外線硬化型粘着剤を得た。さらに、実施例１と同様にして、ソルダーレジスト付き回路パターンを得た。ソルダーレジストキュアによる発泡やポリイミドフィルム剥離はなかった。
【００７６】
実施例１と同様にして、４０μｍピッチで一列４００個の金めっきバンプを１．５ｍｍ間隔を置いて２列配置したモデルＩＣチップを回路パターンと接合した。モデルＩＣチップのバンプと回路基板上の接続パッドの位置合わせは良好であったが、接合時の加熱により接合部周辺のポリイミドフィルムの一部がガラス基板から浮き上がった。接続部の断面を切り出し、電子顕微鏡で観察したところ、バンプの沈み込みは６．５μｍであり、配線回路の信頼性に問題があった。次いで、ポリイミドフィルムの一端を把持し、直径６インチの円筒状に沿わせつつ、ポリイミドフィルムを端部から徐々にガラス基板から剥がした。剥離の際のジッピングはなかったが、剥離力が増大し、銅膜形成面を内側とカールが発生した。
【００７７】
比較例２
アクリル系重合体１００重量部に対して、多官能モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート７５重量部を加えたこと以外は実施例１と同様にして紫外線硬化型粘着剤を得た。さらに、実施例１と同様にして、ソルダーレジスト付き回路パターンを得た。ソルダーレジストキュアによる発泡はなかったが、ポリイミドフィルム端部の一部で剥がれが生じた。
【００７８】
実施例１と同様にして、４０μｍピッチで一列４００個の金めっきバンプを１．５ｍｍ間隔を置いて２列配置したモデルＩＣチップを回路パターンと接合した。モデルＩＣチップのバンプと回路基板上の接続パッドの位置合わせは良好であったが、接合時の加熱により接合部周辺のポリイミドフィルムの一部がガラス基板から浮き上がった。接続部の断面を切り出し、電子顕微鏡で観察したところ、バンプの沈み込みは２μｍであり、配線回路の信頼性に全く問題がない範囲あった。次いで、ポリイミドフィルムの一端を把持し、直径６インチの円筒状に沿わせつつ、ポリイミドフィルムを端部から徐々にガラス基板から剥がした。剥離の際にジッピングが発生し、剥離力が強かった部分に対応して、銅膜形成面を内側としたカールが発生した。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、特定の粘着剤層を使用して、可撓性フィルムを補強板に貼り合わせて、回路パターン形成や電子部品実装を実施することで、プロセス中の可撓性フィルムの剥離を防止することができる。また、プロセス中の加熱による粘着剤層の剥離力増大を抑制して、回路パターンを形成した可撓性フィルムを低応力で剥離でき、剥離後の可撓性フィルムに折れ、カール、歪みが生じることを防ぐことができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit board member using a flexible film having a highly accurate circuit pattern and excellent productivity.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As electronic products have become lighter and smaller, there has been a demand for higher precision patterning of printed circuit boards. Above all, the demand for a flexible film substrate is expanding because it is capable of three-dimensional wiring because of its flexibility and suitable for miniaturization of electronic products. For example, TAB (Tape Automated Bonding) technology used for IC connection to a liquid crystal display panel can obtain a finest pattern of the highest level as a resin substrate by processing a relatively narrow long polyimide film substrate. However, the progress of miniaturization is approaching its limit. The miniaturization includes an index represented by a line width or a space width between lines, and an index represented by a position of a pattern on a substrate. The latter index, the so-called positional accuracy, relates to the alignment between the electrode pads and the circuit board pattern when connecting the circuit board and electronic components such as an IC, and the required accuracy is strict as the number of pins of the IC increases. It has become to.
[0003]
In view of the above positional accuracy, it is becoming difficult to improve the processing of a flexible film substrate in particular. The circuit board processing process includes a heat treatment process such as drying and curing, and a wet process such as etching and development. The flexible film repeatedly expands and contracts. The hysteresis at this time causes displacement of the circuit pattern on the substrate. Further, when there are a plurality of processes that require alignment, if there is expansion or contraction between these processes, a positional shift occurs between the formed patterns. The deformation due to the expansion and contraction of the flexible film has a greater effect in the case of FPC (Flexible Printing Circuit) which proceeds with a relatively large area substrate size. In addition, the displacement is also caused by an external force such as pulling or twisting, and special care is required when a thin substrate is used to increase flexibility. On the other hand, there has been proposed a method in which a flexible film on which a circuit pattern is to be formed is bonded to a hard plate via an adhesive layer to suppress deformation (for example, see Patent Document 1). As the pressure-sensitive adhesive layer, it is said that a slightly tacky pressure-sensitive adhesive layer can be employed, but during the circuit pattern formation process, a wet process such as plating, resist coating, etching, and a heating process such as drying and baking, and further, However, the details of the slightly tacky pressure-sensitive adhesive that withstands a heating step in a mounting process such as electronic component bonding and resin sealing were not clear. In a circuit pattern forming process and a mounting process, there is a high temperature step of 130 to 300 ° C. At such a high temperature, a normal pressure-sensitive adhesive is degassed by releasing or decomposing a low molecular weight substance and has an adhesive force due to reflow of the pressure-sensitive adhesive. In some cases, zipping at the time of separation or peeling may occur, which is an obstacle to circuit pattern formation and mounting.
[0004]
[Patent Document 1]
WO 03/009657 pamphlet
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a circuit board member having a highly accurate flexible film circuit pattern.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object of the present invention, the present invention has the following constitution.
(1) An adhesive used for a circuit board member laminated in the order of a reinforcing plate, an adhesive layer, and a flexible film on which a circuit pattern is formed, wherein the adhesive is an acrylic polymer, a polyfunctional monomer, A circuit board member comprising a polyfunctional compound capable of undergoing a crosslinking reaction with a photopolymerization initiator and an acrylic polymer, wherein the polyfunctional monomer is 35 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic polymer. Adhesive.
(2) The pressure-sensitive adhesive for circuit board members according to (1), wherein the weight average molecular weight of the acrylic polymer is 50,000 to 500,000.
(3) A circuit board member laminated in the order of a reinforcing plate, an adhesive layer, and a flexible film on which a circuit pattern is formed, wherein the circuit pattern is at least on a surface opposite to the reinforcing plate, The layer is made of an acrylic polymer, a polyfunctional monomer, a photopolymerization initiator and a polyfunctional compound capable of undergoing a cross-linking reaction with the acrylic polymer, and the polyfunctional monomer is 35 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic polymer. A circuit board member formed of an adhesive consisting of parts by weight.
(4) The circuit board member according to (3), wherein the weight average molecular weight of the acrylic polymer is 50,000 to 500,000.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A circuit board member laminated in the order of a reinforcing plate, an adhesive layer, and a flexible film on which a circuit pattern is formed will be described.
[0008]
As the flexible film, it is important that the plastic film is a plastic film and has heat resistance enough to withstand a heat process in a circuit pattern manufacturing process and an electronic component mounting process.Polycarbonate, polyether sulfide, polyethylene terephthalate, Films such as polyethylene naphthalate, polyphenylene sulfide, polyimide, polyamide, and liquid crystal polymer can be employed. Among them, a polyimide film is preferably used because it has excellent heat resistance and chemical resistance. In addition, liquid crystal polymers are preferably used because of their excellent electrical characteristics such as low dielectric loss. It is also possible to employ a flexible glass fiber reinforced resin plate. Examples of the resin of the glass fiber reinforced resin plate include epoxy, polyphenylene sulfide, polyphenylene ether, maleimide, polyamide, and polyimide.
[0009]
The thickness of the flexible film is preferably thin for reducing the weight and size of the electronic device or for forming a fine via hole, while maintaining the flatness and securing mechanical strength. From the viewpoint that a thicker film is preferable, a range of 4 μm to 125 μm is preferable.
[0010]
The method for forming the circuit pattern is not particularly limited. For example, the circuit pattern can be formed by attaching a metal foil such as a copper foil with an adhesive layer, or by sputtering, plating, or a combination thereof. A flexible film with a metal layer can also be obtained by applying, drying, and curing a raw material resin for a flexible film or a precursor thereof on a metal foil such as copper.
[0011]
Substrates used as reinforcing plates include inorganic glasses such as soda lime glass, borosilicate glass, and quartz glass, metals such as invar alloys, stainless steel and titanium, ceramics such as alumina, zirconia, and silicon nitride, and glass fiber reinforced resins. Boards can be adopted. Both are preferable in that the coefficient of linear expansion and the coefficient of hygroscopic expansion are small, but the heat resistance of the circuit pattern manufacturing process, the point of being excellent in chemical resistance and the fact that a substrate having a large area and high surface smoothness are easily available at a low cost and Substrates made of inorganic glass are preferred because they are less likely to be plastically deformed.
[0012]
The pressure-sensitive adhesive of the present invention is a UV-curable pressure-sensitive adhesive. Therefore, a reinforcing plate that transmits ultraviolet light is desirable, and inorganic glass is also preferable in this regard. Among them, borosilicate glass represented by aluminoborosilicate glass is particularly preferable because of its high modulus of elasticity and small thermal expansion coefficient.
[0013]
When metal or glass fiber reinforced resin is used for the reinforcing plate, it can be manufactured in a long continuous body.However, in that it is easy to secure positional accuracy, the circuit board manufacturing method of the present invention should be performed in a single-wafer manner. Is preferred. The term “sheet-fed” refers to a state in which the sheet is handled not in a long continuous body but in an individual sheet shape.
[0014]
When a glass substrate is used for the reinforcing plate, if the thickness of the glass substrate is small, it is difficult to maintain flatness by the holding means at the time of peeling. In addition, the warp and twist are increased by the expansion / contraction force of the flexible film, and the glass substrate may be broken when vacuum-adsorbed on a flat mounting table. In addition, the flexible film is deformed by vacuum suction / detachment, which tends to make it difficult to secure positional accuracy. On the other hand, when the glass substrate is thick, the flatness is reduced due to thickness unevenness, and the exposure accuracy is also reduced. In addition, the handling load of a robot or the like becomes large, and quick operation cannot be performed, which causes a decrease in productivity and also increases transportation costs. From these points, the thickness of the glass substrate is preferably in the range of 0.3 mm to 1.1 mm.
[0015]
When a metal is used for the reinforcing plate, if the thickness of the metal substrate is small, it is difficult to maintain flatness by the holding means at the time of peeling. In addition, the warp and twist are increased by the expansion / contraction force of the flexible film, and the vacuum suction cannot be performed on the flat mounting table, or the flexible film is deformed by the amount of warpage or twist of the metal substrate. As a result, a predetermined positional accuracy cannot be ensured. Also, if there is a break, it will be defective at that point. On the other hand, when the metal substrate is thick, the flatness is reduced due to thickness unevenness, and the exposure accuracy is also reduced. In addition, the handling load of a robot or the like increases, which makes it impossible to perform quick operations, lowers productivity and increases transportation costs. Therefore, the thickness of the metal plate is preferably in the range of 0.1 mm to 0.7 mm.
[0016]
The pressure-sensitive adhesive layer of the present invention is obtained from a resin composition comprising an acrylic polymer, a polyfunctional monomer, a photopolymerization initiator, and a polyfunctional compound capable of undergoing a cross-linking reaction with the acrylic polymer.
[0017]
As the acrylic polymer, a monomer mixture comprising 100 parts by weight of a (meth) acrylic acid alkyl ester, 0.1 to 20 parts by weight of a functional group-containing monomer, and 0 to 50 parts by weight of another copolymerizable monomer is used. And a polymer obtained by polymerization by a conventionally known method such as solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, or bulk polymerization. Among these polymerization methods, a solution polymerization method and a bulk polymerization method in which impurities such as an emulsifier, a suspending agent, and a polymerization stabilizer are reduced are preferred. The weight average molecular weight of the polymer measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 50,000 to 500,000, more preferably 100,000 to 300,000. If the weight average molecular weight is less than 50,000, bubbles are easily generated by solder resist curing, and when the flexible film is peeled off from the reinforcing plate, the peeling force is increased and the dimensional accuracy of the circuit board tends to be reduced. . On the other hand, if the weight average molecular weight exceeds 500,000, the adhesion to the reinforcing plate is deteriorated, and the flexible film is partly peeled off from the reinforcing plate when a heating step or mechanical force is applied. .
[0018]
Examples of the alkyl (meth) acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid. The carbon number of the alkyl moiety such as hexyl acid, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, and dodecyl (meth) acrylate is preferred. Is an alkyl (meth) acrylate ester of 1 to 18. Examples of the functional group-containing monomer include a carboxyl group-containing monomer such as (meth) acrylic acid, a hydroxyl group-containing monomer such as (meth) acrylic acid-2-hydroxyethyl, (meth) acrylic acid-2-hydroxypropyl, and the like. ) Epoxy group-containing monomers such as glycidyl acrylate and (meth) acrylic acid-2-ethyl glycidyl ether, and amide groups such as (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide and N-methoxyethyl (meth) acrylamide Monomers and the like can be mentioned. Further, the other copolymerizable monomers include methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, propoxyethyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, and ethoxy (meth) acrylate. (Meth) acrylic acid alkoxyalkyl esters such as propyl, alicyclic alcohol (meth) acrylates such as cyclohexyl (meth) acrylate, aromatic vinyl monomers such as styrene and methylstyrene, vinyl acetate, vinyl chloride, Examples thereof include vinylidene chloride and (meth) acrylonitrile.
[0019]
The polyfunctional monomer used in the present invention is a monomer containing two or more unsaturated bonds in one molecule (therefore, polyfunctional includes bifunctional). A) acrylates, di (meth) acrylates of diethylene glycol, di (meth) acrylates of triethylene glycol, di (meth) acrylates of polyethylene glycol, di (meth) acrylates of propylene glycol Di (meth) acrylates of (poly) alkylene glycols, such as di (meth) acrylate of propylene glycol and di (meth) acrylate of tripropylene glycol; tri (meth) acrylate of trimethylolpropane , Pentaerythritol tet (Meth) acrylic acid ester, dipentaerythritol hexa (meth) can be exemplified polyvalent (meth) acrylic acid esters such as acrylic acid ester. These polyfunctional monomers can be used alone or in combination of two or more.
[0020]
In the present invention, it is important that the polyfunctional monomer is 35 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic polymer. If the amount of the polyfunctional monomer is less than 35 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic polymer, the peeling force increases due to heating during the circuit pattern forming process and the mounting process, and zipping occurs when the flexible film is peeled off. And the circuit pattern after peeling may be broken, curled, or distorted. Zipping means that when a flexible film is peeled by pulling at a constant speed, the peeling force is not constant in the peeling direction, and the peeling stops due to an increase in the peeling force. A state in which the part where the peeling progresses at a stretch after the increase in the number of particles appears regularly or irregularly. In a portion where the peeling force is increased, not only an excessive stress is applied to the circuit pattern, but also there is a problem that the adhesive tends to remain on the flexible film side. Further, the adhesive is softened at high temperature, and the adhesive strength is greatly reduced, and peeling of the flexible film in a high temperature process may occur. On the other hand, if the amount of the polyfunctional monomer exceeds 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic polymer, the expansion and contraction force of the flexible film during the circuit pattern forming process and the external force applied to the flexible film may cause the flexible film to become flexible. The conductive film may be detached from the reinforcing plate. In addition, when the circuit pattern-formed surface of the flexible film is bonded, the embedding property of the uneven circuit pattern-formed surface is often insufficient. The temperature at the time of connection between an electronic component such as an IC described later and a circuit board is as high as 200 to 400 ° C. and the pressure is high. When the amount of the polyfunctional monomer is less than 35 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic polymer, the deformation of the circuit pattern in the thickness direction under and near the convex bonding electrode (bump) provided on the electronic component is large. This may cause a problem in securing the reliability of the wiring circuit.
[0021]
Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, methoxyacetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, α-hydroxy-α, α′-dimethylacetophenone, Acetophenones such as 2-hydroxy-2-cyclohexylacetophenone, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-monforinopropanone-1, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl butyl ether Benzoin ethers such as benzophenone, 2-chlorobenzophenone, p, p'-dichlorobenzophenone, N, N'-tetramethyl-4,4'-diaminobenzophenone, 4- (2-hydroxyethoxy) phene Ketones such as nyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone; thioxanthones such as thioxanthone, 2-chlorothioxanthone and 2-methylthioxanthone; phosphine oxides such as bisacylphosphine oxide and benzoylphosphine oxide; benzyl Examples thereof include ketals such as dimethyl ketal and quinones such as camphan-2,3-dione and phenanthrenequinone. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
[0022]
The content of the photopolymerization initiator is not particularly limited, but is usually about 0.5 to 10 parts by weight, and preferably about 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the acrylic polymer.
[0023]
Examples of the polyfunctional compound capable of undergoing a crosslinking reaction with the acrylic polymer include an epoxy compound, an isocyanate compound, a metal chelate compound, and an aziridine compound. Among them, an epoxy crosslinking agent having two or more epoxy groups in the molecule and an isocyanate crosslinking agent having two or more isocyanate groups in the molecule are preferable. Examples of the epoxy crosslinking agent having two or more epoxy groups in the molecule include 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N ', N'-tetraglycidyl-m -Xylylenediamine, N, N, N ', N'-tetraglycidylaminophenylmethane, triglycidylisocyanurate, mN, N-diglycidylaminophenylglycidyl ether, N, N-diglycidyltoluidine, N-diglycidylaniline and the like can be mentioned. Examples of the isocyanate crosslinking agent having two or more isocyanate groups in the molecule include tolylene diisocyanate (TDI), chlorophenylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and diphenylmethane. Diisocyanates, isocyanate monomers such as hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, and isocyanate compounds and isocyanurates obtained by adding these isocyanate monomers with trimethylolpropane, buret-type compounds, and also known polyether polyols, polyester polyols, acrylic polyols, and polybutadienes. Urethane prepolymer type isocyanate that has been subjected to an addition reaction such as polyol and polyisoprene polyol Mention may be made of a door or the like. As the metal chelate compound, acetylacetone or acetoacetate coordination compounds of polyvalent metals such as aluminum, iron, copper, zinc, tin, titanium, nickel, antimony, magnesium, vanadium, chromium, and zirconium can be used. Examples of the aziridine compound include triethylene melamine, N, N'diphenylmethane-4,4'-bis (1-aziridine carboxide), and N, N'hexamethylene-1,6-bis (1-aziridine carboxide). , N, N'toluene-2,4-bis (1-aziridinecarboxide), bisisophthaloyl-1- (2-methylaziridine), tri-1-aziridinylphosphine oxide and the like. These polyfunctional compounds can be used alone or in combination of two or more.
[0024]
The content of the polyfunctional compound is not particularly limited, but is usually about 0.001 to 10 parts by weight, preferably about 0.01 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the acrylic polymer. is there.
[0025]
The pressure-sensitive adhesive of the present invention is preferably composed of only the above-mentioned acrylic polymer, polyfunctional monomer, photopolymerization initiator and a polyfunctional compound capable of undergoing a cross-linking reaction with the acrylic polymer, but does not impair the effects of the present invention. If it is within the range, impurities or by-products other than the above-mentioned four kinds of components, and other components such as a tackifier resin, an antioxidant, a metal deactivator, a corrosion inhibitor, a flame retardant, and an ultraviolet absorber may be contained. Good. The content of these additional components is not particularly limited as long as the effects of the present invention are achieved, but is not more than 10 parts by weight, preferably not more than 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the acrylic polymer. , More preferably 1 part by weight or less.
[0026]
The step of irradiating the pressure-sensitive adhesive layer with ultraviolet rays is preferably performed after the reinforcing plate and the flexible film substrate are bonded and before the step of forming a circuit pattern. The UV-curable pressure-sensitive adhesive layer often has insufficient water resistance and heat resistance, and when a circuit pattern forming step includes a wet step or a heating step, it often causes defects such as swelling and foaming, and positional accuracy. This is because it becomes impossible to secure the flatness or the flatness is impaired. In addition, the peeling force between the reinforcing plate and the flexible film substrate may increase, and the positional accuracy of the flexible film at the time of peeling may be impaired.
[0027]
Here, the wet process is a resist developing process, a plating process, an etching process, a cleaning process, or the like. By irradiating ultraviolet rays before the wet process, swelling due to water absorption of the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer in a wet process can be suppressed.
[0028]
The heating step includes baking of a photoresist, baking of a solder resist, and the like. The step of irradiating ultraviolet rays is preferably before the heating step. By irradiating ultraviolet rays before the heating step, the ultraviolet ray-reactive site of the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer is destroyed in the heating step, and the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer foams or deteriorates to lose flatness or to be flexible. It is possible to prevent the peeling of the conductive film from becoming difficult.
[0029]
As a method of connecting an electronic component such as an IC to a circuit board, a metal layer such as tin, gold, or solder formed at a connection portion of the circuit board and a metal layer such as gold or solder formed at a connection portion of the electronic component are formed. Heat and pressure bonding of metal to the circuit board, the metal layer of tin, gold, solder, etc. at the connection part of the circuit board and the metal layer of gold, solder, etc. formed at the connection part of the electronic component while crimping There is a method of curing an anisotropic conductive adhesive or a non-conductive adhesive disposed between electronic components and mechanically joining them. The temperature at the time of these connections is as high as 200 to 400 ° C. and the pressure is also high. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the deformation | transformation of the thickness direction of the circuit pattern under and near the convex bonding electrode (bump) provided in the electronic component can be suppressed. The deformation in the thickness direction of the circuit pattern below and near the convex bonding electrode provided on the electronic component is preferably 6 μm or less, and more preferably 3 μm or less, to ensure the reliability of the wiring circuit. More preferred.
[0030]
The pressure-sensitive adhesive layer used in the present invention has a sufficient adhesive force during processing of a flexible film, can be easily peeled at the time of peeling, and does not cause distortion of the flexible film substrate. Preferably it is force.
[0031]
In the present invention, the peeling force is measured by a 180 ° peel strength when a 1-cm-wide flexible film bonded to a reinforcing plate via an ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer is peeled off. Here, the peeling speed when measuring the peeling force was 300 mm / min. The measuring device for the peeling force is not particularly limited, and Tensilon generally used for measuring mechanical strength and elongation can be suitably used. Here, the weak adhesive region means a range where the peeling force measured under the above conditions is from 0.01 N / cm to 1 N / cm.
[0032]
If the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is too small, the uniformity tends to decrease. Therefore, the thickness is preferably 0.1 μm or more, and more preferably 0.3 μm or more. On the other hand, when the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is too large, the anchoring property to the flexible film is improved, and thus the adhesive force tends to be too large. Therefore, the thickness is preferably 20 μm or less, and more preferably 10 μm or less. More preferred. When an electronic component is bonded to a circuit pattern on a flexible film fixed on a reinforcing plate via an adhesive layer, when the adhesive layer is thick, the above-described circuit pattern tends to be greatly deformed in the thickness direction. For this reason, the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is preferably 5 μm or less.
[0033]
The interface of the peeling may be either the interface between the reinforcing plate and the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer or the interface between the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer and the flexible film. Since the removal step can be omitted, it is preferable to peel off at the interface between the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer and the flexible film.
[0034]
In order to improve the adhesive strength between the reinforcing plate and the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer, the reinforcing plate may be subjected to a primer treatment such as application of a silane coupling agent. In addition to the primer treatment, cleaning by ultraviolet treatment, ultraviolet ozone treatment or the like, chemical etching treatment, sand blast treatment or surface roughening treatment such as formation of a fine particle dispersion layer is also suitably used.
[0035]
Prior to the attachment to the reinforcing plate, a circuit pattern may be formed on one surface of the flexible film that is the attachment surface. In this case, it is preferable to form a mark for positioning with the circuit pattern formed on the other surface simultaneously with the formation of the pattern. Providing alignment marks to make use of the high definition of the high definition pattern formed on the surface opposite to the bonding surface is very effective in producing a high definition pattern. The method of reading the alignment mark is not particularly limited, and for example, an optical method, an electrical method, or the like can be used. The alignment mark can also be used for alignment when bonding the flexible film to the reinforcing plate. The shape of the alignment mark is not particularly limited, and a shape generally used in an exposure machine or the like can be suitably adopted.
[0036]
After attaching the flexible film to the reinforcing plate, the circuit pattern formed on the surface of the flexible film opposite to the attaching surface prevents deformation of the flexible film caused by processing by the reinforcing plate and the metal layer. Therefore, a highly accurate pattern can be formed. The advantages of the double-sided wiring are that the wiring can be crossed through through holes, increasing the degree of freedom in wiring design, and the LSI that operates at high speed by propagating the ground potential to the vicinity of the required place with thick wiring. Noise can be reduced, the power supply potential can also be propagated to the vicinity of the required location by thick wiring, preventing the potential from dropping even at high-speed switching, stabilizing the operation of the LSI, and shielding external noise as an electromagnetic wave shield. This is very important as the speed of the LSI increases and the number of pins increases due to the increase in the number of functions.
[0037]
Furthermore, it is also possible to use a reinforcing plate at the time of processing both sides of the flexible film, and to form a particularly accurate pattern on both sides. For example, after bonding the first reinforcing plate and the second surface of the flexible film via an ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer to form a circuit pattern on the first surface of the flexible film, After bonding the first surface and the second reinforcing plate via the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer, the flexible film is peeled off from the first reinforcing plate, and then the second surface of the flexible film After the circuit pattern is formed, the flexible film is peeled off from the second reinforcing plate, so that high-precision circuit pattern processing can be realized on both sides.
[0038]
An example of the method for manufacturing a circuit board according to the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
[0039]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen gas introduction pipe and a cooling pipe, an alkyl acrylate, a functional group-containing monomer, other copolymerizable monomers and a solvent are charged at a predetermined ratio, and the reaction vessel After the inside of the container is set to a nitrogen atmosphere, the mixture is heated to a predetermined temperature for a predetermined time to carry out a polymerization reaction to obtain an acrylic polymer. Next, a polyfunctional monomer, a photopolymerization initiator, and a polyfunctional compound capable of undergoing a cross-linking reaction with the acrylic polymer are added to the acrylic polymer at a predetermined ratio to obtain an ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive.
[0040]
A silane coupling agent is applied to an aluminoborosilicate glass having a thickness of 0.7 mm using a spin coater, a blade coater, a roll coater, a bar coater, a die coater, a screen printer, or the like. In order to uniformly apply a relatively low-viscosity silane coupling agent thin film to the intermittently fed single-wafer substrate, it is preferable to use a spin coater. After the application of the silane coupling agent, the silane coupling agent layer is dried by heating drying or vacuum drying to obtain a silane coupling agent layer having a thickness of 20 nm.
[0041]
Next, an adhesive is applied on the silane coupling agent layer using a spin coater, a blade coater, a roll coater, a bar coater, a die coater, a screen printer, or the like. In order to uniformly apply a relatively high-viscosity adhesive to the intermittently fed single-wafer substrate, it is preferable to use a die coater. After applying the pressure-sensitive adhesive, the pressure-sensitive adhesive is dried by heating drying or vacuum drying to obtain a pressure-sensitive adhesive layer having a thickness of 2 μm. An air-blocking film in which a silicone resin layer is provided on a polyester film is adhered to the pressure-sensitive adhesive layer and aged for one week. Instead of laminating the air blocking film, it can be stored in a nitrogen atmosphere or in a vacuum. It is also possible to apply the pressure-sensitive adhesive layer to a long film substrate, dry it, and then transfer it to a single-wafer substrate.
[0042]
In the present invention, the pressure-sensitive adhesive layer may be formed first on the flexible film side, may be formed on the reinforcing plate side, or may be formed on both sides. In order to control the easiness of formation and the peeling interface so that the flexible film and the pressure-sensitive adhesive layer are formed, it is preferable to form the flexible film on the reinforcing plate side.
[0043]
Next, the air blocking film is peeled off and a polyimide film is stuck. The thickness of the polyimide film is preferably in the range of 4 μm to 125 μm. As described above, a metal layer may be previously formed on one or both sides of the polyimide film. It is preferable to provide a metal layer on the side of the polyimide film to which the reinforcing plate is attached, because it can be used as a ground layer for shielding electromagnetic waves. In the case where a circuit pattern is formed on the side opposite to the surface where the reinforcing plate is attached by the semi-additive method, it is preferable that a base layer for conducting the electrolytic plating be formed on the polyimide film in advance. The polyimide film may be pasted in a cut sheet of a predetermined size in advance, or may be pasted and cut while being wound from a long roll.
[0044]
After attaching the polyimide film to the glass substrate, the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer is irradiated with ultraviolet rays to progress crosslinking.
[0045]
When the metal layer is not provided in advance on the surface opposite to the bonding surface of the polyimide film, the metal layer can be formed by a full additive method or a semi-additive method.
[0046]
The full additive method is, for example, the following process. The surface on which the metal layer is to be formed is treated with a catalyst such as palladium, nickel or chromium, and dried. The catalyst referred to here does not work as a nucleus for plating growth as it is, but becomes a nucleus for plating growth by performing an activation treatment. Next, the photoresist is applied by a spin coater, a blade coater, a roll coater, a bar coater, a die coater, a screen printer or the like, and dried. The photoresist is exposed and developed through a photomask having a predetermined pattern to form a resist layer in a portion where a plating film is unnecessary. Thereafter, after activating the catalyst, the polyimide film is immersed in an electroless plating solution composed of a combination of copper sulfate and formaldehyde to form a copper plating film having a thickness of 2 μm to 20 μm. Get.
[0047]
The semi-additive method is, for example, the following process. Chromium, nickel, copper, or an alloy thereof is sputtered on the surface on which the metal layer is to be formed to form an underlayer. The thickness of the underlayer is usually in the range of 1 nm to 1000 nm. It is preferable to further laminate a copper sputtered film on the underlayer from 50 nm to 3000 nm in order to secure sufficient conduction for the subsequent electrolytic plating, improve the adhesion of the metal layer and prevent pinhole defects. Prior to the formation of the underlayer, plasma treatment, reverse sputtering, application of a primer layer, and application of an adhesive layer are appropriately performed on the polyimide film surface in order to improve the adhesive strength. Among them, the application of an adhesive layer of an epoxy resin type, an acrylic resin type, a polyamide resin type, a polyimide resin type, an NBR type or the like is preferable because the effect of improving the adhesive strength is large. These processes and coating may be performed before attaching the glass substrate, or may be executed after attaching the glass substrate. It is preferable to continuously process a long polyimide film by roll-to-roll before attaching the glass substrate, because productivity can be improved. A photoresist is applied on the underlayer formed in this manner by using a spin coater, a blade coater, a roll coater, a die coater, a screen printer, or the like, and dried. The photoresist is exposed and developed through a photomask having a predetermined pattern to form a resist layer in a portion where a plating film is unnecessary. Next, electrolytic plating is performed using the underlayer as an electrode. As the electrolytic plating solution, a copper sulfate plating solution, a copper cyanide plating solution, a copper pyrophosphate plating solution, or the like is used. After forming a copper plating film having a thickness of 2 μm to 20 μm, the photoresist is peeled off, the underlying layer is removed by a slight etching, and further plating of gold, nickel, tin, etc. is performed as necessary, and the circuit pattern is formed. Get.
[0048]
The subtractive method is a method of forming a circuit pattern using a photoresist and an etchant when a solid metal layer is formed on a polyimide film, and is a low-cost method with a short manufacturing process.
[0049]
In particular, in order to obtain a high-definition circuit pattern, it is preferable to employ a semi-additive method or a full-additive method.
[0050]
Further, connection holes can be provided in the polyimide film. That is, it is possible to provide a via hole for making an electrical connection with a metal layer provided on the surface to be bonded to the glass substrate, or to provide a ball mounting hole for a ball-grid array. As a method of providing the connection holes, laser holes such as a carbon dioxide laser, a YAG laser, and an excimer laser, and chemical etching can be employed. When laser etching is employed, it is preferable that a metal layer be provided on the side of the polyimide film on which the glass substrate is attached, as an etching stopper layer.
[0051]
Hydrazine, an aqueous solution of potassium hydroxide, or the like can be used as the chemical etching solution for the polyimide film. In addition, a patterned photoresist or metal layer can be employed as the chemical etching mask. In the case of making an electrical connection, it is preferable that after forming the connection hole, the inner surface of the hole is made conductive by plating simultaneously with the formation of the metal layer pattern. The diameter of the connection hole for making electrical connection is preferably 15 μm to 200 μm. The diameter of the hole for setting the ball is preferably 80 μm to 800 μm.
[0052]
The timing of forming the connection hole is not limited, but it is preferable that after the polyimide film is bonded to the glass substrate, the connection hole is formed from the surface opposite to the bonding surface of the polyimide film.
[0053]
A solder resist film is formed on the circuit pattern. It is preferable to use a photosensitive solder resist for a fine circuit pattern. Apply a photosensitive solder resist on the circuit pattern with a spin coater, blade coater, roll coater, bar coater, die coater, screen printer, etc., dry it, expose it to ultraviolet light through a predetermined photomask, and develop Thus, a solder resist pattern is obtained. Next, curing is performed at 100 ° C. to 200 ° C. In addition, post exposure is performed as necessary.
[0054]
Next, the polyimide film on which the circuit pattern is formed is peeled from the glass substrate. Further, in order to maintain the positional accuracy of the connection with the electronic component, it is further preferable that the polyimide film is peeled off from the glass substrate after the electronic component is connected to the circuit pattern on the polyimide film. As a method for connecting to an electronic component, for example, solder connection, connection using an anisotropic conductive film, connection using a metal eutectic, connection using a non-conductive adhesive, wire bonding connection, and the like can be adopted.
[0055]
The circuit board member obtained by the present invention is preferably used as a wiring board of an electronic device, an interposer for an IC package, a wafer-level prober, a substrate for a wafer-level burn-in socket, etc. through electronic component connection and a flexible film peeling step. used. Including a resistor or a capacitor in the circuit pattern is preferably used as appropriate.
[0056]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
[0057]
Molecular weight measurement conditions
The weight average molecular weight was measured by GPC in terms of polystyrene. The measurement conditions are shown below.
Apparatus name: HCL-8120 manufactured by Tosoh Corporation
Column: Tosoh Corporation, G7000HXL 7.8 mm ID x 30 cm 1
GMHXL 7.8 mm ID x 30 cm x 2, G2000HXL 7.8 mm ID x 30 cm x 1
Sample concentration: 1.5 mg / cm 2 Diluted with tetrohydrofuran
Mobile phase solvent: Tetrohydrofuran
Flow rate: 1.0cm 3 / Min
Column temperature: 40 ° C
[0058]
Example 1
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen gas inlet tube and a cooling tube, 40 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 53.5 parts by weight of methyl acrylate, 6 parts by weight of acrylic acid, and 2-hydroxy acrylate 0.5 parts by weight of ethyl, 0.2 parts by weight of azobisisobutyronitrile, 40 parts by weight of xylene, and 80 parts by weight of cyclohexanone are charged, and the reaction vessel is heated to 65 ° C. after polymerization under a nitrogen atmosphere. The reaction was carried out, and after 12 hours, an acrylic polymer having a weight average molecular weight of 200,000 by GPC was obtained.
[0059]
100 parts by weight of the acrylic polymer, 50 parts by weight of trimethylolpropane triacrylate as a polyfunctional monomer, 1.0 part by weight of benzophenone as a photopolymerization initiator, a polyfunctional compound capable of undergoing a crosslinking reaction with the acrylic polymer Then, 0.2 parts by weight of 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane was added to obtain an ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive.
[0060]
The ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive was applied to a 0.7 mm thick, 300 mm square aluminoborosilicate glass with a die coater, and dried at 80 ° C. for 2 minutes. The thickness of the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer after drying was 2 μm. Next, an air-blocking film made of a film in which a silicone resin layer having an easy release was provided on a polyester film was adhered to the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer, and allowed to stand at room temperature for one week.
[0061]
A long polyimide film having a thickness of 25 μm was prepared, and a chromium-nickel alloy film having a thickness of 10 nm and a copper film having a thickness of 100 nm were laminated in this order using a reel-to-reel type sputtering apparatus. A polyimide film provided with a chromium-nickel alloy film and a copper film was cut into 300 mm square.
[0062]
Next, while peeling off the air blocking film, the surface opposite to the surface on which the metal layer of the polyimide film is provided is attached by a roll laminator to the side of the glass substrate on which the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer is formed. Was. After that, the ultraviolet ray was applied from the glass substrate side to 5000 mJ / cm. 2 Irradiation was performed to cure the ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive layer.
[0063]
A positive photoresist was applied on the copper film with a spin coater and dried at 90 ° C. for 30 minutes. The photoresist was exposed and developed through a photomask to form a photoresist having a thickness of 10 μm in portions where no plating film was required.
[0064]
The test photomask pattern was as follows. As an LSI connection part, 400 connection pads (width 20 μm, length 200 μm) were provided in two rows in parallel at a pitch of 40 μm at an interval of 1.5 mm. Further, 400 connection pads (width of 30 μm, length of 500 μm) are arranged at an interval of 70 μm as an external substrate connection portion at a pitch of 70 μm, separated from the above-mentioned 400 connection pad rows by 14 mm in parallel. Provided. A 17 μm-wide wiring connecting the corresponding connection pad rows of the LSI connection part and the connection pad rows of the external board connection part is defined as one unit, and this is divided into 6 rows × 6 columns at a pitch of 40 mm on a 300-square substrate. Evenly arranged.
[0065]
Next, a copper layer having a thickness of 5 μm was formed by electrolytic plating using the copper film as an electrode. The electrolytic plating solution was a copper sulfate plating solution. Thereafter, the photoresist was stripped with a photoresist stripper, and subsequently, the copper film and the chromium-nickel alloy film under the resist layer were removed by soft etching with a hydrogen peroxide-sulfuric acid-based aqueous solution. Subsequently, a tin layer having a thickness of 0.4 μm was formed on the copper plating film by electroless plating to obtain a circuit pattern. A solder resist was applied by screen printing except for portions where connection pads were formed, and cured at 150 ° C. for 30 minutes. There was no foaming or polyimide film peeling due to solder resist cure.
[0066]
Using a flip-chip bonder, a model IC chip in which two rows of 400 gold-plated bumps are arranged at a pitch of 40 μm and arranged in two rows at 1.5 mm intervals from the chip side to 300 ° C., and the connection pads on the circuit pattern and the metal Joined. The pressure per bump was 30 g, and the bonding time was 3 seconds. The alignment between the bumps of the model IC chip and the connection pads on the circuit board was good. When the cross section of the connection portion was cut out and observed with an electron microscope, the depression of the bump was 2 μm, which was a range that did not cause any problem in the reliability of the wiring circuit. Next, the polyimide film was gradually peeled from the glass substrate from the end while holding one end of the polyimide film and following a cylindrical shape having a diameter of 6 inches. There was no zipping at the time of peeling, and there was no break or curl in the flexible film after peeling.
[0067]
Example 2
An ultraviolet curable pressure-sensitive adhesive was obtained in the same manner as in Example 1, except that 40 parts by weight of trimethylolpropane triacrylate was added as a polyfunctional monomer to 100 parts by weight of the acrylic polymer. Further, a circuit pattern with a solder resist was obtained in the same manner as in Example 1. There was no foaming or polyimide film peeling due to solder resist cure.
[0068]
In the same manner as in Example 1, a model IC chip having two rows of 400 gold-plated bumps arranged in a row at a pitch of 40 μm and spaced 1.5 mm apart was joined to a circuit pattern. The alignment between the bumps of the model IC chip and the connection pads on the circuit board was good. When the cross section of the connection portion was cut out and observed with an electron microscope, the depression of the bump was 2.8 μm, which was a range that did not cause any problem in the reliability of the wiring circuit. Next, the polyimide film was gradually peeled from the glass substrate from the end while holding one end of the polyimide film and following a cylindrical shape having a diameter of 6 inches. There was no zipping at the time of peeling, and there was no break or curl in the flexible film after peeling.
[0069]
Example 3
An ultraviolet curable pressure-sensitive adhesive was obtained in the same manner as in Example 1, except that 65 parts by weight of trimethylolpropane triacrylate was added as a polyfunctional monomer to 100 parts by weight of the acrylic polymer. Further, a circuit pattern with a solder resist was obtained in the same manner as in Example 1. There was no foaming or polyimide film peeling due to solder resist cure.
[0070]
In the same manner as in Example 1, a model IC chip having two rows of 400 gold-plated bumps arranged in a row at a pitch of 40 μm and spaced 1.5 mm apart was joined to a circuit pattern. The alignment between the bumps of the model IC chip and the connection pads on the circuit board was good. When the cross section of the connection portion was cut out and observed with an electron microscope, the depression of the bump was 1.5 μm, which was a range without any problem in the reliability of the wiring circuit. Next, the polyimide film was gradually peeled from the glass substrate from the end while holding one end of the polyimide film and following a cylindrical shape having a diameter of 6 inches. There was no zipping at the time of peeling, and there was no break or curl in the flexible film after peeling.
[0071]
Example 4
An acrylic polymer was obtained in the same manner as in Example 1, except that the solvent used in the polymerization reaction was 40 parts by weight of xylene and 40 parts by weight of cyclohexanone. The weight average molecular weight by GPC of the acrylic polymer was 600,000. In the same manner as in Example 1, an ultraviolet curable pressure-sensitive adhesive was obtained. Further, a circuit pattern with a solder resist was obtained in the same manner as in Example 1. There was no foaming due to solder resist cure, but peeling occurred at a part of the end of the polyimide film.
[0072]
In the same manner as in Example 1, a model IC chip having two rows of 400 gold-plated bumps arranged in a row at a pitch of 40 μm and spaced 1.5 mm apart was joined to a circuit pattern. Although the alignment between the bumps of the model IC chip and the connection pads on the circuit board was good, a part of the polyimide film around the bonding portion was lifted off the glass substrate due to heating during bonding. When the cross section of the connection portion was cut out and observed with an electron microscope, the depression of the bump was 1.9 μm, which was a range without any problem in the reliability of the wiring circuit. Next, the polyimide film was gradually peeled from the glass substrate from the end while holding one end of the polyimide film and following a cylindrical shape having a diameter of 6 inches. There was no zipping at the time of peeling, and there was no break or curl in the flexible film after peeling.
[0073]
Example 5
An acrylic polymer was obtained in the same manner as in Example 1, except that the solvent used in the polymerization reaction was 80 parts by weight of xylene and 80 parts by weight of isopropyl alcohol. The weight average molecular weight of the acrylic polymer measured by GPC was 30,000. In the same manner as in Example 1, an ultraviolet curable pressure-sensitive adhesive was obtained. Further, a circuit pattern with a solder resist was obtained in the same manner as in Example 1. Although there was no peeling of the polyimide film, some foaming due to solder resist cure occurred.
[0074]
In the same manner as in Example 1, a model IC chip having two rows of 400 gold-plated bumps arranged in a row at a pitch of 40 μm and spaced 1.5 mm apart was joined to a circuit pattern. The alignment between the bumps of the model IC chip and the connection pads on the circuit board was good. When the cross section of the connection portion was cut out and observed with an electron microscope, the depression of the bump was 6.1 μm, which was a range in which the reliability of the wiring circuit became a problem.
[0075]
Comparative Example 1
An ultraviolet curable pressure-sensitive adhesive was obtained in the same manner as in Example 1, except that 30 parts by weight of trimethylolpropane triacrylate was added as a polyfunctional monomer to 100 parts by weight of the acrylic polymer. Further, a circuit pattern with a solder resist was obtained in the same manner as in Example 1. There was no foaming or polyimide film peeling due to solder resist cure.
[0076]
In the same manner as in Example 1, a model IC chip having two rows of 400 gold-plated bumps arranged in a row at a pitch of 40 μm and spaced 1.5 mm apart was joined to a circuit pattern. Although the alignment between the bumps of the model IC chip and the connection pads on the circuit board was good, a part of the polyimide film around the bonding portion was lifted off the glass substrate due to heating during bonding. When the cross section of the connection portion was cut out and observed with an electron microscope, the depression of the bump was 6.5 μm, and there was a problem in the reliability of the wiring circuit. Next, the polyimide film was gradually peeled from the glass substrate from the end while holding one end of the polyimide film and following a cylindrical shape having a diameter of 6 inches. Although there was no zipping at the time of peeling, the peeling force was increased, and the copper film forming surface was curled inside.
[0077]
Comparative Example 2
An ultraviolet curable pressure-sensitive adhesive was obtained in the same manner as in Example 1 except that 75 parts by weight of trimethylolpropane triacrylate was added as a polyfunctional monomer to 100 parts by weight of the acrylic polymer. Further, a circuit pattern with a solder resist was obtained in the same manner as in Example 1. There was no foaming due to solder resist cure, but peeling occurred at a part of the end of the polyimide film.
[0078]
In the same manner as in Example 1, a model IC chip having two rows of 400 gold-plated bumps arranged in a row at a pitch of 40 μm and spaced 1.5 mm apart was joined to a circuit pattern. Although the alignment between the bumps of the model IC chip and the connection pads on the circuit board was good, a part of the polyimide film around the bonding portion was lifted off the glass substrate due to heating during bonding. When a cross section of the connection portion was cut out and observed with an electron microscope, the depression of the bump was 2 μm, and there was no problem in the reliability of the wiring circuit. Next, the polyimide film was gradually peeled from the glass substrate from the end while holding one end of the polyimide film and following a cylindrical shape having a diameter of 6 inches. Zipping occurred at the time of peeling, and curling occurred with the copper film-formed surface on the inside corresponding to the portion where the peeling force was strong.
[0079]
【The invention's effect】
According to the present invention, by using a specific pressure-sensitive adhesive layer, bonding a flexible film to a reinforcing plate, and performing circuit pattern formation and electronic component mounting, peeling of the flexible film during the process Can be prevented. In addition, by suppressing an increase in the peeling force of the pressure-sensitive adhesive layer due to heating during the process, the flexible film on which the circuit pattern is formed can be peeled with low stress, and the flexible film after peeling may be broken, curled, or distorted. Can be prevented.