JP2005183818A - 回路基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線パターンの微細形成が可能で、かつ屈曲に対する配線パターンの機械強度を向上するＣＯＦ用回路基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 絶縁基板２１と、配線パターン２３と、配線パターン２３を絶縁基板２１上に延在して形成したインナーリード２４と、インナーリード２４上に形成した突起電極２５と、配線パターン２３上にパターン電解銅めっきにより形成した配線膜厚増加個所２６とを備え、配線膜厚増加個所２６の総厚は突起電極２５以外のインナーリード２４の厚さより厚く形成するとともに、配線膜厚増加個所２６の断面は角部にＲがついた形状に形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）パッケージなどに代表されるベアチップ実装パッケージに用いる突起電極を備えた可とう性のある回路基板およびその製造方法に関するものである。

近年、電子機器の小型化、高機能化および半導体素子プロセスの微細化に伴い、ＣＯＦ実装に用いる回路基板の配線パターンも微細化、狭端子ピッチ化が要望されている。

配線パターンは一般的にはエッチングで形成しているため、配線パターンを微細化するためには配線膜厚を薄くする必要がある。例えば４０マイクロメートル以下の配線ピッチを実現するためには、通常１０マイクロメートル以下の配線膜厚にすることが多い。

一方、ＣＯＦパッケージは、回路基板の可とう性を生かして屈曲して実装することが多く、上記のように配線パターンの微細形成のために配線膜厚を薄くすると配線パターンの機械強度が不足し、配線パターンが屈曲部で断線する不良が発生し易くなる。このため、配線パターンの微細形成が可能でかつ配線パターンの屈曲に対する機械強度を向上する必要がある。

従来の配線パターンの屈曲に対する機械強度を向上させた回路基板としては、配線パターン上の保護レジストの厚みを厚く形成する方法があった（例えば特許文献１）。

以下、従来の回路基板について図面を参照しながら説明する。

図７は従来の回路基板を示す平面図、図８（ａ）は図７の要部拡大図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＥ−Ｅ'線間の断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）のＦーＦ’線間の断面図である。

図７および図８において、１は可とう性を有する絶縁基板、２は絶縁基板１の屈曲部、３は絶縁基板１上の配線層をパターンニングして形成した配線パターン、４は配線パターン３を絶縁基板１上に延在して形成したインナーリード、５は配線パターン３およびインナーリード４上に形成した第１の保護レジストであり、これらは通常のＣＯＦ用テープ基板と同様の構成である。６は屈曲部２の周辺に形成した第２の保護レジストであり、印刷法により形成される。
特開２０００−１６４６４５

しかしながら、上記従来の回路基板では、配線パターンの配線方向と直角方向の断面が面取りされておらず、回路基板を屈曲した場合に断面の角部に応力が集中し、配線パターンが断線し易くなると共に配線パターンの角部に密着する第１の保護レジスト５にクラックが発生し易いという欠点があった。

また屈曲部２を保護する第２の保護レジスト６を形成するための工程が余分に必要であり、回路基板１の製造コストが上昇し、また製造リードタイムが増加するという問題があった。

また、第２の保護レジスト６を印刷法で形成するため、形成の位置精度が悪く（一般的に±１００マイクロメートル程度）であり、回路基板の小型化が困難であるという問題があった。

更に、第２の保護レジスト６を印刷法で形成するため、形成の厚み精度が悪く（一般的に±２０マイクロメートル程度）、屈曲部２の保護の効果がばらつくという問題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、配線パターンの微細形成が可能で、しかも屈曲部の配線パターンの総厚を増加させ、かつ、配線パターンの断面形状にて配線方向と直角方向の断面の角部をＲ形状で面取りすることで配線パターン強度を効果的に向上することができる回路基板およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の回路基板は、屈曲可能な絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成された配線パターンとを備え、前記絶縁基板の屈曲位置付近の前記配線パターンに補強用の配線厚増加個所を設けたことを特徴とするものである。

また本発明の回路基板は、電子部品を実装するための突起電極を備えた回路基板であり、絶縁基板と、前記絶縁基板上に配線層をパターンニングすることにより形成した配線パターンと、前記配線パターンを前記絶縁基板上に延在して形成したインナーリードと、前記インナーリード上に形成した突起電極と、前記インナーリード以外の前記配線パターンの一部に設けた配線厚増加個所とを備え、前記配線厚増加個所の総厚が前記突起電極以外の前記インナーリードの厚さより厚いことを特徴とするものである。

上記構成において、配線厚増加個所の配線パターンの配線方向と直角方向の断面の角部形状が半径３マイクロメートル以上のＲで面取りされた形状である個所が存在するものである。

上記構成において、配線厚増加個所の材料が配線パターンの材料と同一である。

本発明の回路基板の製造方法は、上記構成の回路基板の製造方法であって、絶縁基板上に形成された配線層をパターンニングして配線パターンとインナーリードを形成する工程と、前記配線パターンおよび前記インナーリード上にめっきレジストを被覆する工程と、前記インナーリード上の突起電極相当部の露光用パターンと前記配線パターン上の配線膜厚増加個所相当部の露光用パターンの双方を有する単一の露光マスクを準備する工程と、前記めっきレジストを前記露光マスクによりパターンニングし、前記突起電極相当部と前記配線膜厚増加個所相当部を開口する工程と、パターン電解めっき法により前記インナーリード上に突起電極を形成すると同時に前記配線膜厚増加個所を形成する工程とを含むものである。

上記構成において、配線膜厚増加個所相当部のめっきレジストの開口幅を配線パターンの幅よりもパターン電解めっきの厚みの２倍以上広く形成する。

本発明の回路基板によれば、回路基板の屈曲部の配線パターンの総厚を厚くすることができ、配線パターンの機械強度を向上することができる。このため、従来の第２の保護レジストを省略することも可能である。

また、配線膜厚増加個所の配線パターンの配線方向と直角方向の断面の角部がＲ形状で面取りされると、配線パターンの断面の角部への応力集中を低減することができ、これにより配線パターンの機械強度を向上し、かつ配線を被覆する保護レジストの耐クラック性を向上することができる。

配線膜厚増加個所の材料が配線パターンの材料と同一であると、線膨張係数もほぼ等しくなるため、配線層増加個所と配線パターンが接合する個所の熱ストレス耐性を、配線増加個所と前記配線パターンに異種の材料を使用した場合と比較し向上することができる。
本発明の回路基板の製造方法によれば、本来必要である突起電極の形成工程時に配線膜厚増加個所を形成することができるため、基板の製造コストが上昇したり、製造リードタイムが増加するという問題が発生しない。

また、配線膜厚増加個所をパターンめっき法で形成するため、形成の位置精度は露光マスクのパターンニング精度に依存し（一般的に±１マイクロメートル程度以下）、精度の良い加工が可能であり、回路基板を小型化できる。

更に、配線膜厚増加個所をパターン電解めっき法で形成するため、形成の厚み精度は電解厚み精度に依存し（一般的に±３マイクロメートル程度以下）、屈曲部の保護の効果がばらつく事が無い。

配線膜厚増加個所のめっきレジスト開口幅を配線パターンの幅よりもパターン電解めっき厚みの２倍以上広く形成すると、配線膜厚増加個所にパターン電解めっきを形成する際に、前記配線パターンの配線方向と直角方向への前記電解めっきの成長が前記めっきレジスト開口によって妨げられず等方的に成長するので、配線膜厚増加個所の配線パターンの配線方向と直角方向の断面の角部形状をパターン電解めっき厚と等しい半径のＲで面取りすることができ、この場合配線パターンの断面の角部への応力集中を低減することができ、配線パターンの機械強度を向上し、かつ配線を被覆する保護レジストの耐クラック性を向上することができる。

上記のように、本発明の回路基板とその製造方法によれば、配線パターンの機械強度を向上するとともに、断面の角部への応力集中を低減することができ、屈曲部の配線パターンの断線を効果的に低減することができる回路基板を、低コストで提供することができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施形態の回路基板を示す平面図、図２（ａ）は図１の要部拡大図、図２（ｂ）は図２（ａ）Ａ−Ａ'線間の断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）Ｂ−Ｂ'線間の断面図である。

図１、図２において、２１は絶縁基板、２２は絶縁基板２１の屈曲部、２３は絶縁基板２１上の銅配線層をパターンニングして形成した配線パターン、２４は配線パターン２３を絶縁基板２１上に延在して形成したインナーリード、２５はインナーリード２４上に形成した突起電極、２６は配線パターン２３上にパターン電解銅めっきにより形成した配線膜厚増加個所である。ここで配線膜厚増加個所２６の総厚は突起電極２５以外のインナーリード２４の総厚より厚く形成する。

また、図２（ｃ）に示すように、配線膜厚増加個所２６の断面は角部に例えば半径３マイクロメートル以上のＲで面取りされた形状に形成する。

２７は配線パターン２３とインナーリード２４を被覆する保護レジストである。

次に本発明の一実施形態の回路基板にかかる回路基板の製造方法について図３、図４、図５、図６を参照して説明する。

図３、図４は図２（ａ）のＡ−Ａ’線間の断面方向の製造工法を示す図、図５、図６は図２（ａ）のＢ−Ｂ’線間の断面方向の製造工法を示す図で、特にめっきレジストの露光から電解めっきまでの詳細を示している。

図３、図４、図５、図６において、２１は絶縁基板、２３は配線パターン、２４はインナーリード、２５は突起電極、２６は配線膜厚増加個所、２７は保護レジストであり、これらは図１および図２と同様である。

２８は絶縁基板２１上に形成された配線層、２９は配線パターン２３およびインナーリード２４上に形成されためっきレジスト、３０は突起電極２５の露光用パターン３１と配線膜厚増加個所２６の露光用パターン３２の双方を有する単一の露光マスク、３３はめっきレジスト２９を露光するための露光光線、３４はめっきレジスト２９の感光部、３５はめっきレジスト２９の開口部である。

先ず、図３（ａ）絶縁基板２１に配線層２８が形成された絶縁基板２１を準備する。

次に、図３（ｂ）に示すように、配線層２８をエッチングによりパターンニングし、配線パターン２３およびインナーリード２４を形成する。

ここで、絶縁基板２１としてＣＯＦ用基板として実績のある銅箔付きのポリイミドテープを使用する。

また、近年の半導体装置の小型化に伴い４０マイクロメートル程度のピッチでインナーリード２４を形成する必要がある、エッチング法でインナーリードを形成する場合、インナーリード２４の側面は傾斜角が４５度程度の台形となる。インナーリード上面を半導体との接合のため１０マイクロメートル程度の平坦部を確保し、インナーリード下部同士を絶縁性から１０マイクロメートル程度の間隔を確保するためには配線層２８の厚みの上限は、１５マイクロメートル程度以下が必要になる。また配線層２８の厚みの下限は機械的な強度や製造時のハンドリングの容易さから５マイクロメートル以上が必要となる、ここでは１０マイクロメートル程度とする。

次に図３（ｃ）に示すように、配線パターン２３およびインナーリード２４上にめっきレジスト２９を形成する。

ここではめっきレジスト２９は一般的なネガタイプのフィルムレジストを使用する。

次に図３（ｄ）に示すように、突起電極２５の露光用パターン３１と配線膜厚増加個所２６の露光用パターン３２の双方を有する単一の露光マスク３０を用いてめっきレジスト２９を露光光線３３で露光する。ここで、３４はめっきレジスト２９の感光部であり、露光光線３３により光硬化する。

次に図４（ａ）に示すように、めっきレジスト２９を現像することでめっきレジスト２９の感光部３４以外が除去されめっき開口部３５形成される。

その後図４（ｂ）に示すように、配線パターン２３およびインナーリード２４を陰極としてパターン電解めっき法により突起電極２５および配線膜厚増加個所２６を同時に形成する。

ここで、電解めっきは配線層２８の材料と同一の銅を用いる。また、電解めっきの厚みは突起電極２５の高さと同一となる。突起電極２５の高さは一般的には３〜１０マイクロメートル程度、望ましくは６マイクロメートル程度とする。

次に図４（ｃ）に示すように、めっきレジスト３４を剥離除去した後、図４（ｄ）に示すように、保護レジスト２７を印刷法にて形成する。

ここで露光マスク３０上に形成された配線膜厚増加個所２６の露光用パターン３２の幅は配線パターン２３の幅よりも電解めっきの厚みの２倍以上広く形成する。上述のように電解めっきの厚みを６マイクロメートルとすると、露光用パターン３２の幅は配線パターン２３の幅よりも１２マイクロメートル以上広く形成する。

ここで、配線膜厚増加個所２６の露光用パターン３２と配線膜厚増加個所２６の電解めっき形状との関係を図５、図６を用いて詳細に説明する。

図５（ａ）は配線パターン２３と配線膜厚増加個所２６の露光用パターン３２との位置関係を示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ’線間の断面図で、露光用パターン３２でめっきレジスト２９を露光する工程を示す。

配線膜厚増加個所２６の露光用パターン３２は個々の配線パターン２３に一対一で対応して形成しても良いが、ここでは図５（ａ）に示すように露光用パターン３２の幅を十分広く取るため、複数の配線パターン２３の上を横断する露光用パターン３２によりめっきレジスト２９を露光し、めっきレジスト２９の感光部３４を形成する。

次に図６（ａ）は突起電極２５および配線膜厚増加個所２６をパターン電解めっきにより形成した状態を示す平面図、図６（ｂ）はそのＤ−Ｄ′線断面図である。めっきレジストの感光部３４以外を現像して図６（ａ）に示すようにめっきレジストの開口部３５を形成し、露出された配線パターン２３を陰極としてパターン電解めっき法により配線膜厚増加個所２６を形成すると、電解めっきが配線パターン２３の周囲に等方的に成長するため配線膜厚増加個所２６の断面は図６（ｂ）に示すように角部にＲがついた形状となる。

本発明にかかる回路基板およびその製造方法は、屈曲時の配線パターンの断線を効果的に低減することができるため、回路基板を屈曲させて実装する液晶パネルやＰＤＰなどのドライバー半導体等の回路基板およびその製造方法として有用である。

本発明の一実施形態の回路基板を示す平面図である。 （ａ）はその部分拡大図、（ｂ）はそのＡ−Ａ′線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線断面図である。 本発明の一実施形態の回路基板の製造方法を示す工程図である。 図３に続く工程図である。 （ａ）は本発明の一実施形態の回路基板の製造方法におけるめっきレジストを露光する工程を示す平面図、（ｂ）はそのＣ−Ｃ′線断面図である。 （ａ）は本発明の一実施形態の回路基板の製造方法におけるパターン電解めっきを行う工程を示す平面図、（ｂ）はそのＤ−Ｄ′線断面図である。 従来の回路基板を示す平面図である。 （ａ）はその部分拡大図、（ｂ）はそのＥ−Ｅ′線断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ′線断面図である。

符号の説明

１ 絶縁基板
２ 屈曲部
３ 配線パターン
４ インナーリード
５ 第１の保護レジスト
６ 第２の保護レジスト
２１ 絶縁基板
２２ 屈曲部
２３ 配線パターン
２４ インナーリード
２５ 突起電極
２６ 配線膜厚増加個所
２７ 保護レジスト
２８ 配線層
２９ めっきレジスト
３０ 露光マスク
３１ 突起電極露光パターン
３２ 配線膜厚増加個所露光パターン
３３ 露光光線
３４ めっきレジスト感光部
３５ めっきレジスト開口部

Claims (6)

1. 屈曲可能な絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成された配線パターンとを備え、前記絶縁基板の屈曲位置付近の前記配線パターンに補強用の配線厚増加個所を設けたことを特徴とする回路基板。
2. 電子部品を実装するための突起電極を備えた回路基板であり、絶縁基板と、前記絶縁基板上に配線層をパターンニングすることにより形成した配線パターンと、前記配線パターンを前記絶縁基板上に延在して形成したインナーリードと、前記インナーリード上に形成した突起電極と、前記インナーリード以外の前記配線パターンの一部に設けた配線厚増加個所とを備え、前記配線厚増加個所の総厚が前記突起電極以外の前記インナーリードの厚さより厚いことを特徴とする回路基板。
3. 配線厚増加個所の配線パターンの配線方向と直角方向の断面の角部形状が半径３マイクロメートル以上のＲで面取りされた形状である個所が存在する請求項２記載の回路基板。
4. 配線厚増加個所の材料が配線パターンの材料と同一である請求項２または請求項３記載の回路基板。
5. 請求項２記載の回路基板の製造方法であって、絶縁基板上に形成された配線層をパターンニングして配線パターンとインナーリードを形成する工程と、前記配線パターンおよび前記インナーリード上にめっきレジストを被覆する工程と、前記インナーリード上の突起電極相当部の露光用パターンと前記配線パターン上の配線膜厚増加個所相当部の露光用パターンの双方を有する単一の露光マスクを準備する工程と、前記めっきレジストを前記露光マスクによりパターンニングし、前記突起電極相当部と前記配線膜厚増加個所相当部を開口する工程と、パターン電解めっき法により前記インナーリード上に突起電極を形成すると同時に前記配線膜厚増加個所を形成する工程とを含む回路基板の製造方法。
6. 配線膜厚増加個所相当部のめっきレジストの開口幅を配線パターンの幅よりもパターン電解めっきの厚みの２倍以上広く形成する請求項５記載の回路基板の製造方法。

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