JP2006203155A - リジッドフレキシブルプリント基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウェーハと基板を分離させるため、自己剥離型粘着テープを使用することにより、従来のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法の問題を根本的に解決することができるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 フレキシブルベース基板の両面に回路パターンを形成し、前記回路パターンの一部または全体にカバーレイを塗布し、前記フレキシブルベース基板のフレキシブル部の両面に自己剥離型粘着テープを接着し、前記フレキシブルベース基板のリジッド部の両面にリジッド絶縁層を積層し、前記フレキシブルベース基板のリジッド部にビアホールおよび回路パターンを形成し、前記粘着テープに所定処理を行って、前記基板から分離し、前記粘着テープを除去する。
【選択図】図４ａ

Description

本発明はリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法に係り、より詳しくは従来の半導体ウェーハの製作工程において、ウェーハと基板間を分離させるために使用される、いわゆる自己剥離型粘着テープを使用することにより、従来のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法に存在する問題を根本的に解決することができるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法に関するものである。

最近、電子機器の小型化、軽量化、簿型化の進行につれて、採用されるプリント基板においても軽量化、簿型化、および高密度化が要求されている。したがって、このような欲求を充足させる多層フレキシブルプリント基板の採用が急速に拡大されている。しかし、多層フレキシブルプリント基板の製造工程は、一般のリジッドプリント基板に比べ、複雑であって、工程数が多いため、費用が高くかかり、不良率も高い。特に、多層リジッドフレキシブルプリント基板のうち、基板の一部をフレキシブルにした構造のリジッドフレキシブルプリント基板といわれる製品が最近のフォルダ型携帯電話に採用され、急速な成長が予想されている。

かかるリジッドフレキシブルプリント基板のフレキシブル部は、製品製造工程の作業を難しくし、不良率も増加させる。このような問題を解決するため、特別な材料を開発し、これを使用する工法を確立することで、他社との差別化を図ることができる。

フレキシブルプリント基板に基本的に要求されることは、薄くて丈夫な材料で微細回路を形成することができることである。すなわち、材料の選択と製造方式の選択が重要なポイントとなる。材料としては、耐熱性、機械的強度、難燃性、電気的特性において、ポリイミドに代わり得るものがなかったので、ポリイミドが主に使用されてきた。しかし、最近には、高周波対応性、耐湿性、寸法安定性、費用などの面で、これに代替する材料が出ている。

また、フレキシブルプリント微細回路の加工技術においては、解像度が高度化するに従い、ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイの接続部がピッチ３３μｍから２５μｍ程度に微細化しているため、これに対応するために銅箔、ベースフィルムがみんな５μｍ前後に薄型化された。ＪＥＩＴＡ（Japan Electronic and Information Technology Industries Association）の資料によると、フレキシブルプリント基板の要求事項は、フレキシブル基板の場合、２００６年最小導体幅／最小間隙（Ｌ／Ｓ）：１５／１２μｍ、２００８年Ｌ／Ｓ：１０／１０μｍであり、テープ基板の場合は、２００６年Ｌ／Ｓ：７／７μｍ、２０１０年Ｌ／Ｓ：５／５μｍである。

このような要求事項に応えるため、微細回路形成のための要素技術の開発、または差別化のための新工法と新材料の開発が必要となった。

図１ａ〜図１ｉは従来技術によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法を示す。
図１ａはフレキシブルベース基板１０１に回路パターン１０２が形成されたフレキシブル基板の断面を示す。

図１ｂに示すように、前記基板１０１の一部または全体にカバーレイ１０３を塗布する。

図１ｃに示すように、基板１０１の両面の側部にプレプレッグ１０４またはボンディングシートを積層する。プレプレッグ１０４またはボンディングシートは物理的にリジッドなので、プレプレッグ１０４が積層された部分１０５ａ、１０５ｂはリジッド部となり、プレプレッグ１０４が積層されていない部分１０６はフレキシブル部１０６となる。

図１ｄに示すように、基板１０１の両面に銅箔１０７を積層する。この際、プレプレッグ１０４が積層されたリジッド部１０５ａ、１０５ｂとプレプレッグ１０４が積層されていないフレキシブル部１０６間には段差が存在するので、フレキシブル部１０６に積層された銅箔層が陥没し、よってフレキシブル部１０６では銅箔１０７とカバーレイ１０３間にギャップ１０８ａが生じる。カバーレイ１０３が塗布されていない部分ではフレキシブル基板１０１と銅箔１０７間にさらに大きなギャップ１０８ｂが生じる。

銅箔１０７を積層するときは、銅箔１０７をレイアップし、銅箔をプレプレッグ１０４に密着させるために熱および圧力が同時に印加される。この際、プレプレッグ１０４が溶融するので、リジッド部１０５ａ、１０５ｂに積層されたプレプレッグ１０４がフレキシブル部１０６側に流れる。

このように、プレプレッグが流れると、フレキシブル部の領域を侵犯するため、フレキシブルの最小曲率半径が元の設計値の通りに確保できない。

図１ｅに示すように、リジッド部１０５ａ、１０５ｂの所定部分にビアホール１０９を形成し、鍍金により、ビアホール１０９の内壁および基板の外層に銅鍍金層１１２を形成する。ビアホール１０９の形成は、通常にレーザドリリングまたは機械的ドリリングにより行う。ビアホール１０９の形成後は、通常にビアホールの周面の不純物を除去するため、デスミア（ｄｅｓｍｅａｒ）過程を行う。

図１ｆに示すように、基板の両面に銅鍍金を施して、基板の表面およびビアホール１０９の内壁に銅鍍金層１１２を形成する。

図１ｇに示すように、基板の両面にドライフィルム１１１を塗布する。このときにも、フレキシブル部１０６の銅箔１０７が陥没されており、陥没した銅箔１０７上に塗布されるドライフィルム１１１も陥没され、銅箔１０７とドライフィルム１１１間にほかのギャップ１０８ａ、１０８ｂが存在する。

図１ｈに示すように、ドライフィルム１１１に露光および現像を行って、エッチングレジストパターンを形成する。この際、ドライフィルム１１１が均一な高さに塗布されなく陥没部を有するため、露光時にドライフィルム全体に均一に露光されなくて、エッチングレジストパターンが正確に形成されない問題点が発生する。

図１ｉに示すように、エッチングを行って、銅箔１０７に回路パターンを形成し、エッチングレジストを剥離すると、リジッドフレキシブルプリント基板が出来上がる。

図１ｉに示すように、従来のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法によると、リジッド部１０５ａ、１０５ｂとフレキシブル部１０６間に段差が存在するため、図１ｄの加熱および加圧する過程で、プレプレッグがフレキシブル部１０６側に流れ、銅箔１０７とカバーレイ１０３間、かつ銅箔１０７とドライフィルム１１１間にギャップ１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂが存在することにより、完成品の不良原因となる。

図１ｈに示すように、ドライフィルム１１１が均一に露光できない問題点を解決するため、露光工程で従来のレーザドリリングに使用されるレーザ装備で露光を行う、いわゆるＬＤＩ（Laser Direct Imaging）法により、露光時に光がめったに及ばない陥没部またはコーナー部を露光させることが可能ではあるが、生産性がたいへん低下する問題点を有する。

これに関連し、特許文献１は、リジッドフレキシブル多層プリント基板において、フレキシブル部に相当するケーブル部を保護するため、外層基材をリジッド部だけでなくケーブル部にも積層し、各種の化学処理後、ケーブル部に積層された外層基材を除去することにより、フレキシブルに相当するケーブル部を、プリント基板の製造工程中に行われる各種の化学処理から保護するためのカバーフィルムを不要にするプリント基板の製造方法を開示している。

ところが、前記特許文献１に開示された方法によると、リジッド部にだけ積層される外層基材をフレキシブル部にも積層することにより、リジッド部とフレキシブル間の段差により発生する問題点は解決することができるが、フレキシブル部に積層された外層基材を後に除去する方法については開示していない。すなわち、外層基材はプリント基板の製造工程中に加わる熱および圧力により接着力を有するが、これをフレキシブル部であるケーブルから除去することは非常に難しく、除去時に製品が損傷するかまたは残余物が残る。これに関し、前記特許文献１は、フレキシブル部に積層される外層基材をあまり強く接着しないようにすることが好ましいと説明しているが、これは根本的な解決策とならない。
特開２０００−３３２４１６号公報

したがって、本発明の目的は、従来のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、リジッド部とフレキシブル部間の段差によりギャップが存在して不良を引き起こす問題点を解決することにある。

また、本発明の他の目的は、従来のリジッドフレキシブルプリント基板の製造工程において、リジッド部とフレキシブル間の段差により、露光工程がうまくなされない問題点を解決することにある。

また、本発明のさらに他の目的は、従来のリジッドフレキシブルプリント基板の製造工程において、リジッド部とフレキシブル部間の段差により、製造工程中に絶縁基材がフレキシブル部側に流れる問題点を解決することにある。

また、本発明のさらに他の目的は、従来のリジッド部とフレキシブル部間の段差問題点を解決するために提示された方法に存在する問題点である、フレキシブル部に積層された絶縁基材を完全に除去することができる方法を提供することにある。

また、本発明は、このような目的を達成して、従来より製品の信頼性および不良率が著しく改善されたリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法を提供することにある。

上記のような目的を達成するため、本発明の一実施形態によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法は、フレキシブルベース基板の両面に回路パターンを形成する段階と、前記回路パターンの一部または全体にカバーレイを塗布する段階と、前記フレキシブルベース基板のフレキシブル部の両面に自己剥離型粘着テープを接着する段階と、前記フレキシブルベース基板のリジッド部の両面にリジッド絶縁層を積層する段階と、前記フレキシブルベース基板のリジッド部にビアホールおよび回路パターンを形成する段階と、 前記粘着テープに所定処理を行って、前記基板から分離する段階と、前記粘着テープを除去する段階とを含んでなる。

本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造によると、フレキシブル部をなす部分に、いわゆる自己剥離型粘着テープを積層して、リジッド部と同一厚さの層を形成し、リジッド部には既存の工法で積層して外層回路を形成する。その後、フレキシブル部に積層された粘着テープに紫外線を照射するかまたは所定処理を行って、粘着テープを易く除去することができる。

本発明のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法によると、従来のリジッド部とフレキシブル部間の段差により層間ギャップが存在する問題点を解決することにより、エッチングレジストの露光をより信頼性よく行って一層精密な回路パターンを形成することができる。

また、本発明のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法によると、リジッド部とフレキシブル部間の段差により製造工程中に絶縁基材がフレキシブル部側に流れる問題点を解決することができ、よってフレキシブル部の最小曲率半径を設計値の通りに確保することができる。

また、本発明のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法によると、従来に比べ製品の信頼性および不良率が著しく改善されたリジッドフレキシブルプリント基板を製造することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図２ａ〜図２ｄは、本発明のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、粘着テープを接着する工程を示す。

図２ａは、フレキシブルプリント基板２０１に回路パターン２０２が形成されたフレキシブル基板の断面を示す。フレキシブルベース基板２０１としては、耐熱性、機械的強度、難燃性、電気的特性に優れたポリイミド樹脂からなる基板を使用することが好ましい。

図２ａに示す基板を製造する方法としては、ポリイミド樹脂からなるフレキシブル基板上に銅箔を積層し、この銅箔に適切なエッチングレジストパターンを形成した後、エッチングを行って回路パターン２０２を形成することができる。

図２ｂに示すように、基板２０１の一部または全体にカバーレイ２０３を塗布する。カバーレイ２０３は回路パターン２０２を保護するためのものであって、フレキシビリティーおよび絶縁性を有しなければならない。カバーレイ２０３は基板２０１の全面に塗布しても、所望部分のみに塗布してもよい。

図２ｃに示すように、基板２０１のフレキシブル部２０６に自己剥離型粘着テープ２０６を積層する。自己剥離型粘着テープ２０６は紫外線を照射するかあるいは所定の処理を行ったとき、カバーレイ２０３またはベース基板２０１から容易に分離される特性を有するべきである。また、粘着テープ２０６は、後に実施される化学処理および熱処理に対する耐性を有しなければならない。粘着テープ２０６は、リジッド部２０４ａ、２０４ｂに積層されるプレプレッグなどの絶縁基材と同一の厚さを有しなければならない。

前記粘着テープ２０６としては、特開２００３−２３１８７５号に開示され、日本積水化学工業（株）で製造する“セルファ（Ｓｅｌｆａ）”を使用することができる。

前記セルファは粘着型テープであって、紫外線を照射すると、テープ表面の接着界面で窒素ガスが発生して、接着面から容易に分離される特性を有する。

セルファのなかでもいろいろがあるが、以下で説明するプリント基板の製造工程中に加わる圧力および熱に耐えられるため、１７０〜１８０℃で１〜２時間の間に耐えられる耐熱性のものを使用することが好ましい。また、溶液のタイプとしては、熔解された成分の洗浄などが問題となるため、テープまたはフィルムタイプを使用することが好ましい。

セルファのほかにも、紫外線またはそのほかの刺激により接着面から分離され、フレキシブルで、十分な耐熱性を有する材料であれば、どんなものであっても粘着テープ２０６として使用することができる。

粘着テープ２０６は印刷法、写真法、ラミネート法などにより接着可能であり、リジッド部２０４ａ、２０４ｂに積層される絶縁基材と同一厚さを有するように接着されなければならない。

図２ｄに示すように、リジッド部２０４ａ、２０４ｂに絶縁基材２０７を積層する。絶縁基材２０７はリジッド部を支持し得る固さを有しなければならなく、加熱により適切に溶融して層間接着剤の役割もしなければならない。かかる絶縁基材２０７としては、多層プリント基板の製造において、絶縁層として多く使用されるプレプレッグを使用することが好ましい。その後、絶縁基材２０７上に回路層を積層し、回路パターンおよびビアホールを形成する。

図３ａ〜図３ｅは、本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、リジッド２０４ａ、２０４ｂに回路パターンおよびビアホールを形成する方法を示す。

図３ａに示すように、基板の両面に積層プレスで銅箔２０８を積層する。積層プレスで加熱、加圧すると、絶縁基材２０７が加熱されて流動性を有するが、粘着テープ２０６のため、絶縁基材２０７がフレキシブル部２０５側に流れない。

図３ｂに示すように、レーザドリリングまたは機械的ドリリングによりビアホール２０９を形成し、鍍金によりビアホール２０９の内壁および外層に銅鍍金層２１１を形成する。レーザまたは機械的ドリリングによりビアホールを形成した後は、ビアホール２０９の周辺の不純物または残存物を除去するためのデスミア過程を行うことが好ましい。

図３ｃに示すように、感光性のエッチングレジスト２１０を塗布またはラミネートし、露光および現像工程でエッチングレジストパターンを形成する。エッチングレジスト２１０としては、ドライフィルムを使用することが好ましい。

図３ｄに示すように、基板をエッチングすることにより、銅箔２０８に回路パターンを形成する。

図３ｅに示すように、エッチングレジスト２１０を除去する。エッチングレジスト２１０は、基板を剥離液に浸漬することにより剥離される。

その後、粘着テープ２０６を除去する。粘着テープ２０６は、前述したように、紫外線または所定の処理により接着界面が分離される特性を有するので、次のような方法で除去可能である。

図４ａ〜図４ｃは粘着テープ２０６の除去方法を示す。
図４ａに示すように、図３ｅに示す基板の粘着テープ２０６が接着されたフレキシブル部２０５に紫外線を均一に照射するか、あるいは粘着テープ２０６を分離させるための所定処理を行うことで、粘着テープ２０６を基板から分離させる。

粘着テープ２０６として“セルファ”を使用した場合は、粘着テープ２０６の接着界面で窒素が発生し、粘着テープ２０６は、図４ｂに示すように、粘着テープ部２０６ａと接着界面の空洞２０６ｂに分離される。

図４ｃに示すように、離型インクまたはフィルムを分離する。粘着テープ２０６は既に基板から分離された状態にあるので、容易に分離される。粘着テープ２０６として、日本積水化学工業（株）で製造した“セルファ”を使用した場合、粘着テープ２０６は既に接着界面で発生した窒素により基板から分離された状態である。したがって、大きな力を加えなくても、粘着テープ２０６を非常に容易に分離することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないものではなく、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかである。

本発明は、ウェーハと基板間を分離させるため、自己剥離型粘着テープを使用することにより、従来のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法の問題を根本的に解決することができるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法に適用可能である。

従来のリジッドフレキシブル基板の製造方法を示す断面図である。 従来のリジッドフレキシブル基板の製造方法を示す断面図である。 従来のリジッドフレキシブル基板の製造方法を示す断面図である。 従来のリジッドフレキシブル基板の製造方法を示す断面図である。 従来のリジッドフレキシブル基板の製造方法を示す断面図である。 従来のリジッドフレキシブル基板の製造方法を示す断面図である。 従来のリジッドフレキシブル基板の製造方法を示す断面図である。 従来のリジッドフレキシブル基板の製造方法を示す断面図である。 従来のリジッドフレキシブル基板の製造方法を示す断面図である。 本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、粘着テープを接着する工程を示す断面図である。 本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、粘着テープを接着する工程を示す断面図である。 本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、粘着テープを接着する工程を示す断面図である。 本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、粘着テープを接着する工程を示す断面図である。 本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、リジッド部に回路パターンおよびビアホールを形成する方法を示す断面図である。 本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、リジッド部に回路パターンおよびビアホールを形成する方法を示す断面図である。 本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、リジッド部に回路パターンおよびビアホールを形成する方法を示す断面図である。 本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、リジッド部に回路パターンおよびビアホールを形成する方法を示す断面図である。 本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、リジッド部に回路パターンおよびビアホールを形成する方法を示す断面図である。 本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、粘着テープの除去方法を示す断面図である。 本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、粘着テープの除去方法を示す断面図である。 本発明によるリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法において、粘着テープの除去方法を示す断面図である。

符号の説明

２０１ フレキシブルベース基板
２０２ 回路パターン
２０３ カバーレイ
２０４ａ、２０４ｂ リジッド部
２０５ フレキシブル部
２０６ａ、２０６ｂ 自己剥離型粘着テープ
２０６ｂ 空洞
２０７ 絶縁基材
２０８ 銅箔
２０９ ビアホール
２１０ エッチングレジスト

Claims (6)

1. フレキシブルベース基板の両面に回路パターンを形成する段階と、
   前記回路パターンの一部または全体にカバーレイを塗布する段階と、
   前記フレキシブルベース基板のフレキシブル部の両面に自己剥離型粘着テープを接着する段階と、
   前記フレキシブルベース基板のリジッド部の両面にリジッド絶縁層を積層する段階と、
   前記フレキシブルベース基板のリジッド部にビアホールおよび回路パターンを形成する段階と、
   前記粘着テープに所定処理を行って、前記基板から分離する段階と、
   前記粘着テープを除去する段階とを含んでなることを特徴とするリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法。
2. 前記フレキシブルベース基板の両面に回路パターンを形成する段階は、
   前記フレキシブルベース基板の両面に銅箔を積層する段階と、
   前記銅箔にエッチングレジストパターンを形成する段階と、
   前記銅箔をエッチングする段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法。
3. 前記粘着テープに所定処理を行う段階は、
   前記粘着テープに紫外線を照射する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法。
4. 前記粘着テープに紫外線を照射する段階は、
   前記粘着テープに紫外線を均一に照射して、前記粘着テープの表面で窒素ガスを発生させる段階を含むことを特徴とする請求項３に記載のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法。
5. 前記フレキシブルベース基板のリジッド部にビアホールおよび回路パターンを形成する段階は、
   前記フレキシブルベース基板の両面上に銅箔を積層する段階と、
   前記フレキシブルベース基板の所定位置にビアホールを形成する段階と、
   前記ビアホールの内壁を鍍金する段階と、
   前記フレキシブルベース基板のリジッド部に回路パターンを形成する段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法。
6. 前記リジッド部に回路パターンを形成する段階は、
   前記フレキシブルベース基板の両面にエッチングレジストを塗布する段階と、
   前記エッチングレジストをパターニングする段階と、
   前記フレキシブルベース基板をエッチングして回路パターンを形成する段階とを含むことを特徴とする請求項５に記載のリジッドフレキシブルプリント基板の製造方法。

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