JP2006269538A

JP2006269538A - 配線回路基板

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Publication number: JP2006269538A
Application number: JP2005082348A
Authority: JP
Inventors: Tadao Okawa; 忠男大川
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】絶縁性の低下を防止することが可能な配線回路基板を提供する。
【解決手段】熱硬化性ポリイミドフィルムからなるベース絶縁層１ｂの両面に熱可塑性ポリイミドからなる絶縁層（以下、薄膜絶縁層と呼ぶ）１ａ，１ｃがそれぞれ形成された絶縁層１を用意する。この絶縁層１の薄膜絶縁層１ａ上に電解銅めっきにより例えば５〜５０μｍ、好ましくは５〜２０μｍの厚さを有する所定の導体パターン２が形成される。導体パターン２間の間隔は、１００μｍ未満である。ここで、導体パターン２間の間隔が１００μｍ未満の領域である微細配線領域１０に対向する薄膜絶縁層１ｃ上の領域には、導体パターン２０、接着剤層３ａおよびカバー絶縁層５ａは形成されない。
【選択図】図２

Description

本発明は、種々の電子機器に用いられる配線回路基板に関する。

近年では、配線回路基板における絶縁層と、この絶縁層の両面に形成される例えば銅箔からなる導体層（導体パターン）との密着性を向上するために、上記絶縁層として熱可塑性ポリイミドを含んだ複数の層からなる積層膜が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

図５に示すように、上記絶縁層１は、例えば熱硬化性ポリイミドからなるベース絶縁層１ｂと、このベース絶縁層１ｂの両面に形成される熱可塑性ポリイミドからなる絶縁層（以下、薄膜絶縁層と呼ぶ）１ａ，１ｃとを含む。

薄膜絶縁層１ａ上には導体パターン２が形成される。また、薄膜絶縁層１ｃ上には導体パターン２０が形成されるとともに、この導体パターン２０を覆うようにカバー絶縁層５ａが形成される。
特開平４−１６２４９１号公報

上記従来の配線回路基板のように、絶縁層１が積層膜からなる場合、絶縁層１は、ベース絶縁層１ｂと薄膜絶縁層１ａとの間に界面を有することとなる。

このような絶縁層１上に導体パターン２を形成することにより配線回路基板を製造し、製造された配線回路基板に対し長時間にわたり直流高電圧を印加すると、図５に示す導体パターン２の下方の上記界面に沿って放電が生じる場合がある。

その結果、絶縁層１による絶縁性が低下する場合がある。特に、導体パターン２間の間隔が１００μｍ未満の領域（以下、微細配線領域と呼ぶ）１０においては上記放電が生じやすい。

本発明の目的は、絶縁性の低下を防止することが可能な配線回路基板を提供することである。

本発明に係る配線回路基板は、複数の層からなる絶縁層と、絶縁層の一方の面上に形成された１または複数の第１の導体パターンと、絶縁層の他方の面上に形成された１または複数の第２の導体パターンと、１または複数の第２の導体パターンの少なくとも一部を覆うように他方の面上に形成された保護層とを備え、１または複数の第１の導体パターンのうち所定の第１の導体パターンを含む所定領域に対向する他方の面上の領域を除く領域に、１または複数の第２の導体パターンおよび保護層が形成されたものである。

本発明に係る配線回路基板においては、複数の層からなる絶縁層の一方の面上に１または複数の第１の導体パターンが形成され、上記絶縁層の他方の面上に１または複数の第２の導体パターンが形成される。

また、１または複数の第２の導体パターンの少なくとも一部を覆うように、上記絶縁層の他方の面上に保護層が形成される。

本発明に係る配線回路基板では、１または複数の第２の導体パターンおよび保護層が、１または複数の第１の導体パターンのうち所定の第１の導体パターンを含む所定領域に対向する他方の面上の領域を除く領域に形成される。それにより、第１の導体パターンの下方で絶縁層内の一の層と他の層との界面に沿って放電が生じない。これにより、絶縁層による絶縁性が低下することが防止される。

１または複数の第２の導体パターンのうち所定の第２の導体パターンを含む所定領域に対向する一方の面上の領域を除く領域に、１または複数の第１の導体パターンが形成されてもよい。

この場合、１または複数の第１の導体パターンが、１または複数の第２の導体パターンのうち所定の第２の導体パターンを含む所定領域に対向する一方の面上の領域を除く領域に形成されることにより、第２の導体パターンの上方で絶縁層内の一の層と他の層との界面に沿って放電が生じない。それにより、絶縁層による絶縁性が低下することが防止される。

配線回路基板は、絶縁層と保護層との間に接着剤層をさらに備えてもよい。この場合、接着剤層により絶縁層と保護層との密着性が向上される。

保護層は、カバー絶縁層を含んでもよい。この場合、カバー絶縁層により配線回路基板が保護される。

保護層は、補強のための補強板を含んでもよい。この場合、補強板により配線回路基板が補強される。

絶縁層の複数の層は、熱硬化性ポリイミドからなる層と、熱硬化性ポリイミドからなる層の両面に形成された熱可塑性ポリイミドからなる層とを含んでもよい。

この場合、熱硬化性ポリイミドからなる層の両面に形成された熱可塑性ポリイミドからなる層上に第１および第２の導体パターンが形成されることにより、熱可塑性ポリイミドからなる層と第１および第２の導体パターンとの密着性が向上される。

所定の第１の導体パターンは、所定の複数の第１の導体パターンを含み、所定の複数の第１の導体パターン間の間隔は１００μｍ未満であってもよい。

この場合、第１の導体パターンのファインピッチ化が実現される。このように、第１の導体パターンのファインピッチ化されても、第１の導体パターンの下方で絶縁層内の一の層と他の層との界面に沿って放電が生じない。それにより、絶縁層による絶縁性が低下することが防止される。

所定の第２の導体パターンは、所定の複数の第２の導体パターンを含み、所定の複数の第２の導体パターン間の間隔は１００μｍ未満であってもよい。

この場合、第２の導体パターンのファインピッチ化が実現される。このように、第２の導体パターンのファインピッチ化されても、第２の導体パターンの上方で絶縁層内の一の層と他の層との界面に沿って放電が生じない。それにより、絶縁層による絶縁性が低下することが防止される。

本発明によれば、第１の導体パターンの下方における絶縁層内の一の層と他の層との界面に沿って生じる放電を防止することができる。それにより、絶縁層による絶縁性が低下することを防止することができる。

以下、本発明に係る配線回路基板について図面を参照しながら説明する。

（第１の実施の形態）
本実施の形態に係る配線回路基板の製造方法としては、例えばサブトラクティブ法が用いられる。

図１および図２は、サブトラクティブ法による配線回路基板の製造方法の一例を示す模式的工程断面図である。

図１（ａ）に示すように、例えば厚さ５〜５０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍの熱硬化性ポリイミドフィルムからなるベース絶縁層１ｂの両面に熱可塑性ポリイミドからなる絶縁層（以下、薄膜絶縁層と呼ぶ）１ａ，１ｃがそれぞれ形成された絶縁層１を用意する。

この絶縁層１の薄膜絶縁層１ａ，１ｃ上に電解銅めっきにより例えば５〜５０μｍ、好ましくは５〜２０μｍの厚さを有する導体層６がそれぞれ形成される。

次に、図１（ｂ）に示すように、導体層６上にエッチングレジスト７がそれぞれ形成される。

続いて、図１（ｃ）に示すように、導体層６上に形成されたエッチングレジスト７に対して露光処理および現像処理を施すことにより、導体層６上に所定のエッチングレジストパターン８がそれぞれ形成される。

次に、図１（ｄ）に示すように、化学エッチングによりエッチングレジストパターン８下の領域を除く領域の導体層６が除去されることによって、薄膜絶縁層１ａ上に所定の導体パターン２が形成され、薄膜絶縁層１ｃ上に所定の導体パターン２０が形成される。

次いで、図２（ｅ）に示すように、導体パターン２，２０上のエッチングレジスト８が剥離等によりそれぞれ除去される。

ここで、薄膜絶縁層１ａ上の一部の導体パターン２は、当該導体パターン２間の間隔が１００μｍ未満となるように形成されている。以下の説明において、この導体パターン２間の間隔が１００μｍ未満の領域を微細配線領域１０と呼ぶ。

本実施の形態においては、図２（ｅ）に示すように、微細配線領域１０に対向する薄膜絶縁層１ｃ上の領域には導体パターン２０は形成されていない。

続いて、図２（ｆ）に示すように、薄膜絶縁層１ｃ上の各導体パターン２０を導体パターン２０ごとに覆うように、接着剤層３ａを介してカバー絶縁層５ａをそれぞれ形成する。

すなわち、このカバー絶縁層５ａ上に接着剤層３ａを形成したものを作製し、導体パターン２０に貼り合わせる。なお、カバー絶縁層５ａは、例えば５〜５０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍの厚さを有するポリイミドフィルムである。

本実施の形態では、微細配線領域１０に対向する薄膜絶縁層１ｃ上の領域には、接着剤層３ａおよびカバー絶縁層５ａは形成されていない。

なお、接着性等の問題がない場合には、接着剤層３ａを介さずに薄膜絶縁層１ｃ上に直接カバー絶縁層５ａを設けてもよい。この場合のカバー絶縁層５ａの厚さは、例えば５〜５０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍである。

また、カバー絶縁層５ａの代わりに補強のための補強層を設けてもよい。さらに、形成されたカバー絶縁層５ａ上に接着剤層を介して補強板を設けてもよい。

次に、図２（ｇ）に示すように、必要に応じて薄膜絶縁層１ａ上に形成された導体パターン２を覆うように金属めっき層９が形成される。

一般的に、配線回路基板の反りおよび熱特性等を考慮して、絶縁層１は薄膜絶縁層１ａ，１ｃおよびベース絶縁層１ｂの３つの層から構成されることが多く、ベース絶縁層１ｂの厚さは最も厚く、絶縁層１の厚さの５０〜９０％を占める。

本実施の形態においては、薄膜絶縁層１ａ上の微細配線領域１０に対向する薄膜絶縁層１ｃ上の領域に接着剤層３ａおよびカバー絶縁層５ａを形成しないことにより、微細配線領域１０において導体パターン２の下方で薄膜絶縁層１ａとベース絶縁層１ｂとの界面に沿って放電が生じない。それにより、絶縁層１による絶縁性が低下することが防止される。

（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態に係る配線回路基板の一例を示す模式的断面図である。

本実施の形態に係る配線回路基板が第１の実施の形態に係る配線回路基板と異なる点を以下に説明する。なお、本実施の形態に係る配線回路基板の各構成部は、第１の実施の形態に係る配線回路基板と同様にサブトラクティブ法により形成されるので、配線回路基板の製造方法については説明を省略する。

図３に示すように、薄膜絶縁層１ａ上の微細配線領域１０において導体パターン２が形成され、薄膜絶縁層１ａ上の微細配線領域１０を除く領域においても導体パターン２が形成される。

薄膜絶縁層１ａ上に形成された導体パターン２を全て覆うようにカバー絶縁層５ｂが形成される。

薄膜絶縁層１ａ上の導体パターン２が形成されていない領域に対向する薄膜絶縁層１ｃ上の微細配線領域３０において導体パターン２０がそれぞれ形成される。なお、微細配線領域３０とは、導体パターン２０間の間隔が１００μｍ未満の領域のことである。

この各導体パターン２０を全て覆うようにカバー絶縁層５ａが薄膜絶縁層１ｃ上に形成される。すなわち、微細配線領域３０に対向する薄膜絶縁層１ａ上の領域には、導体パターン２およびカバー絶縁層５ｂは形成されていない。

また、薄膜絶縁層１ａ上の微細配線領域１０を除く領域に形成された上記導体パターン２と対向するように薄膜絶縁層１ｃ上に導体パターン２０が形成され、この導体パターン２０を覆うように薄膜絶縁層１ｃ上にカバー絶縁層５ａが形成される。すなわち、微細配線領域１０に対向する薄膜絶縁層１ｃ上の領域には、導体パターン２０およびカバー絶縁層５ａは形成されていない。

なお、接着性等が懸念される場合には、第１の実施の形態の配線回路基板と同様に、接着剤層を介してカバー絶縁層５ｂを設けてもよく、接着剤層３ａを介してカバー絶縁層５ａを設けてもよい。また、カバー絶縁層５ａ，５ｂの代わりに、補強のための補強層を設けてもよい。

本実施の形態においては、薄膜絶縁層１ａ上の微細配線領域１０に対向する薄膜絶縁層１ｃ上の領域にカバー絶縁層５ａを形成しないことにより、微細配線領域１０において導体パターン２の下方で薄膜絶縁層１ａとベース絶縁層１ｂとの界面に沿って放電が生じない。それにより、絶縁層１による絶縁性が低下することが防止される。

また、薄膜絶縁層１ｃ上の微細配線領域３０に対向する薄膜絶縁層１ａ上の領域にカバー絶縁層５ｂを形成しないことにより、微細配線領域３０において導体パターン２０の下方で薄膜絶縁層１ｃとベース絶縁層１ｂとの界面に沿って放電が生じない。それにより、絶縁層１による絶縁性が低下することが防止される。

（他の実施の形態）
なお、上記実施の形態では、絶縁層１は３つの層から構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば４つ以上の層から構成されてもよい。

また、上記実施の形態では、絶縁層１の材料としては上記のようにポリイミドが好ましいが、これに限定されるものではなく、絶縁性を有する他の材料でも構わない。

（請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応）
上記実施の形態においては、導体パターン２が第１の導体パターンに相当し、カバー絶縁層５ａが保護層に相当し、接着剤層３ａが接着剤層に相当し、導体パターン２０が第２の導体パターンに相当し、ベース絶縁層１ｂが熱硬化性ポリイミドからなる層に相当し、薄膜絶縁層１ａ，１ｃが熱可塑性ポリイミドからなる層に相当する。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

（実施例）
本実施例では、上述した第１の実施の形態に基づいて以下のように配線回路基板を製造した。

最初に、厚さ２０μｍの熱硬化性ポリイミドからなるベース絶縁層１ｂの両面に厚さ２．５μｍの熱可塑性ポリイミドからなる薄膜絶縁層１ａ，１ｃがそれぞれ形成された絶縁層１の両面に、厚さ１８μｍの銅箔からなる導体層６が形成された銅張積層板を用意した。この銅張積層板は、株式会社有沢製作所製の型番ＰＫＷ１０１８ＥＢＬのものである。

上記絶縁層１の導電率は、１×１０^-16Ｓ／ｃｍであった。この導電率は、アドバンテスト（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ）社製の型番Ｒ８３４０の絶縁抵抗計を用い、材料の性質または構造を決定するための規格ＡＳＴＭＤ２５７に準拠した測定方法により予め絶縁層１の体積抵抗率を測定し、測定された体積抵抗率の逆数を絶縁層１の導電率とした。

次に、上記銅張積層板の薄膜絶縁層１ａ，１ｃの導体層６上に厚さ１０μｍのエッチングレジスト７をそれぞれ形成し、形成されたエッチングレジスト７に対して露光処理および現像処理を施すことにより、導体層６上に所定のエッチングレジストパターン８をそれぞれ形成した。

続いて、化学エッチングにより、薄膜絶縁層１ａ上に形成されたエッチングレジストパターン８下の領域を除く領域の導体層６を除去することにより所定の導体パターン２を形成した。

また、化学エッチングにより、薄膜絶縁層１ｃ上に形成されたエッチングレジストパターン８下の領域を除く領域の導体層６を除去することにより所定の導体パターン２０を形成した。

次いで、形成された導体パターン２，２０上のエッチングレジスト８を剥離等により除去した。

なお、導体パターン２の一部は、上述の図２（ｅ）に示すように、微細配線領域１０に形成した。

この微細配線領域１０においては、導体パターン２は、図４に示すように、櫛形形状を有する２つの導体パターン２を互いに対向するように形成した。

図４において、導体パターン２の並列的に形成された隣り合う線状部分間の間隔Ａを９０μｍとし、この線状部分の幅Ｂを５０μｍとした。

次に、ブチラール樹脂およびエポキシ樹脂からなる厚さ１５μｍの接着剤層３ａを厚さ２５μｍのポリイミドフィルムからなるカバー絶縁層５ａ上に形成した。

そして、薄膜絶縁層１ｃ上に形成された導体パターン２０を導体パターン２０ごとに覆うように、上記の接着剤層３ａが形成されたカバー絶縁層５ａを、この接着剤層３ａを貼り合わせるように形成した。

接着剤層３ａの導電率は５×１０^-15Ｓ／ｃｍであり、カバー絶縁層５ａの導電率は１×１０^-16Ｓ／ｃｍであった。なお、接着剤層３ａおよびカバー絶縁層５ａの一部に開口部を設け、この開口部から導体パターン２０を露出させることにより、露出させた導体パターン２０を電子部品との接続用の端子とした。

次に、カバー絶縁層５ａ上に、臭素化エポキシ樹脂、カルボキシル変性アクリロニトリル−ブタジエンゴムおよびエチレン−メチルアクリレート共重合体からなり、１×１０^-14Ｓ／ｃｍの導電率を有する接着剤層（図示せず）を形成し、この接着剤層上に補強板（図示せず）をそれぞれ貼り付けた。

このようにして得られた配線回路基板に、８５℃の温度および８５％の湿度環境下で２５０Ｖの直流電圧を印加した。なお、試験した配線回路基板の数は３である。

（比較例）
比較例の配線回路基板が実施例の配線回路基板と異なる点は、薄膜絶縁層１ａ上の微細配線領域１０に対向する薄膜絶縁層１ｃ上の領域にも上記補強板を形成した点である。

上記比較例の配線回路基板に、実施例と同様に、８５℃の温度および８５％の湿度環境下で２５０Ｖの直流電圧を印加した。なお、試験した配線回路基板の数は３である。

（評価）
上記のように、実施例および比較例の配線回路基板に、所定時間直流電圧を印加した結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例の配線回路基板においては、１０００時間継続して直流電圧を印加しても絶縁破壊および放電痕は生じなかったが、比較例の配線回路基板においては７５０時間経過後に絶縁破壊が生じた。

これらの結果より、薄膜絶縁層１ａ上の微細配線領域１０に対向する薄膜絶縁層１ｃ上の領域に、接着剤層、カバー絶縁層および補強板を形成しないことにより、配線回路基板に長時間継続して直流電圧を印加しても絶縁破壊および放電痕が生じないことがわかった。

本発明は、種々の電気機器および電子機器等に利用することができる。

サブトラクティブ法による配線回路基板の製造方法の一例を示す模式的工程断面図である。サブトラクティブ法による配線回路基板の製造方法の一例を示す模式的工程断面図である。第２の実施の形態に係る配線回路基板の一例を示す模式的断面図である。実施例の配線回路基板の平面図である。従来の配線回路基板の一例を示す模式的断面図である。

符号の説明

１絶縁層
１ａ，１ｃ薄膜絶縁層
１ｂベース絶縁層
２，２０導体パターン
３ａ接着剤層
５ａ，５ｂカバー絶縁層
６導体層
７エッチングレジスト
８エッチングレジストパターン
９金属めっき層
１０，３０微細配線領域

Claims

複数の層からなる絶縁層と、
前記絶縁層の一方の面上に形成された１または複数の第１の導体パターンと、
前記絶縁層の他方の面上に形成された１または複数の第２の導体パターンと、
前記１または複数の第２の導体パターンの少なくとも一部を覆うように前記他方の面上に形成された保護層とを備え、
前記１または複数の第１の導体パターンのうち所定の第１の導体パターンを含む所定領域に対向する前記他方の面上の領域を除く領域に、前記１または複数の第２の導体パターンおよび保護層が形成されたことを特徴とする配線回路基板。
前記１または複数の第２の導体パターンのうち所定の第２の導体パターンを含む所定領域に対向する前記一方の面上の領域を除く領域に、前記１または複数の第１の導体パターンが形成されたことを特徴とする請求項１記載の配線回路基板。
前記絶縁層と前記保護層との間に接着剤層をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の配線回路基板。
前記保護層は、カバー絶縁層を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の配線回路基板。
前記保護層は、補強のための補強板を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の配線回路基板。
前記絶縁層の複数の層は、熱硬化性ポリイミドからなる層と、前記熱硬化性ポリイミドからなる層の両面に形成された熱可塑性ポリイミドからなる層とを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の配線回路基板。
前記所定の第１の導体パターンは、所定の複数の第１の導体パターンを含み、
前記所定の複数の第１の導体パターン間の間隔は１００μｍ未満であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の配線回路基板。
前記所定の第２の導体パターンは、所定の複数の第２の導体パターンを含み、
前記所定の複数の第２の導体パターン間の間隔は１００μｍ未満であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の配線回路基板。