JP2968731B2

JP2968731B2 - 異方導電フィルムの製造方法

Info

Publication number: JP2968731B2
Application number: JP21628296A
Authority: JP
Inventors: 広徳大田; 佳嗣船田
Original assignee: TOYAMA NIPPON DENKI KK; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: TOYAMA NIPPON DENKI KK; NEC Corp
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2016-08-16
Also published as: JPH1064340A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異方導電フィルム
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近のエレクトロニクス技術の進歩に伴
い、電子機器には高速高性能化、軽薄短小化等の要求が
益々強まっている。これらの要求を満足させるために
は、配線の細線化、スルーホールの微小化を含め、高密
度配線化が必要となる。従来、多層印刷配線板は、各層
に導体配線パターンを予め形成後、必要な複数枚を一括
積層後穴あけし、スルーホールめっきを行って製造して
いた。しかしながら、このように貫通スルーホールを有
する構造では、高密度化には不利である。この欠点を改
良するために、セラミック基板のグリーンシート積層に
見られるようなブラインドスルーホール構造の基板が提
案されている。例えば、絶縁層と導体層を交互に繰り返
すいわゆるビルドアップ処方を用いた例が、特開平２−
２９６３９２号公報に開示されている。

【０００３】すなわち、図７（ａ）に示すように、ポリ
イミドフィルム１０１の両面にめっき法により銅回路パ
ターン１０２を設けたのち、図７（ｂ）に示すように、
ポリイミド層１０３を形成し、次に、図７（ｃ）に示す
ように開口部１０４を形成した後、図７（ｄ）に示すよ
うに、銅回路パターン１０２ａを形成する。

【０００４】また、導電ペーストを用いてブラインドス
ルーホールを含め、導体配線を基板積層と一括して行う
多層基板の製造方法が、特公平２−２４０３５号公報に
開示されている。

【０００５】すなわち、図８（ａ）に示すように、プレ
ポリマからなる基板８０，８０ａにそれぞれ孔８１を設
け、回路パターン８２，８３を印刷する。又、孔９０，
９１を有する絶縁性フィルム８５を介在させ、最外層に
孔８７〜８９を有する絶縁性フィルム８４，８６を配置
し、熱圧着をすることによって、図８（ｂ）に示すよう
な、回路基板を形成する。

【０００６】しかしながら、前者は製造工程が複雑なた
め、生産性が高くなく、コスト高になり、後者は導体配
線抵抗が高いという欠点がある。

【０００７】上記のブランイドビアホール製造の多層配
線基板の製造に有効なものとして、異方導電フィルムが
ある。従来の異方導電フィルムは、２タイプに大別され
る。１つは、高分子接着剤中に、ニッケル、金等にて表
面をめっきしたプラスチック粒子等の導電性粒子を分散
させてフィルム化させたものである（第１の従来技
術）。もう１つは、絶縁性フィルムに開口部を設け、導
電性物質を埋設したものであり、一般的には開口部を設
けた絶縁性フィルムと銅箔等の導電部材を張り合わせ、
開口部に電解めっきで導体を充填した後銅箔等をエッチ
ング除去したり（第２の従来技術）、銅箔等と張り合せ
ることなく絶縁性フィルムの開口部に低融点金属を直接
充填することにより形成される（第３の従来技術）。ま
た、特開平５−３０７９８６号公報には、高い接続信頼
性を得るために導電層側にバンプを形成する異方導電フ
ィルムの製造方法（第４の従来技術）が開示されてい
る。

【０００８】すなわち、図９（ａ）に示すように、導体
層２０２に第１絶縁性フィルム２０１を積層し、図９
（ｂ）に示すように、貫通孔２０３を形成し、次に凹部
２０４を形成する。次に、図９（ｃ）に示すように、凹
部に金属物質２０５を充鎮する。次に、第１絶縁性フィ
ルム２０１を剥離し、図９（ｄ）に示すように、貫通孔
２１３を有する第２絶縁性フィルム２１１を積層し、次
に、図９（ｅ）に示すように金属物質２１５を充鎮し、
次に、導電層２０２をエッチング等により除去すること
により、図９（ｆ）に示すように、異方導電フィルムを
得る。

【０００９】また、上述の２タイプ以外として、特開昭
６０−２４５７９８号公報にフィルムの電極接触部分を
変性して導電化する内容の技術（第５の従来技術）が開
示されている。

【００１０】すなわち、図１０（ａ）に示すように、絶
縁性基板３０１の全面に導体層２０３を形成し、パタン
化した絶縁膜３０４を形成する。次に図１０（ｂ）に示
すように、高分子フィルム３０５を形成する。次に、亜
硫酸金イオンを含む金めっき液に浸して金めっきを行な
うことによって、図１０（ｃ）に示すように、高分子フ
ィルム３０５に導電化部３０６と絶縁部３０７とを形成
する。次に、この高分子フィルム３０５を剥離して、図
１０（ｄ）に示すように、異方導電フィルムを形成す
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第１の従来技術は、導電性粒子が高分子中に分散され
ているため、導体抵抗が一般的に高く、また、加圧や加
熱によって導電性粒子が流動して、異方導電性不良や接
続不良を起こすおそれがある。第２及び第３の従来技術
は、充填される導電性物質に耐薬品性及び低融点がそれ
ぞれ必要とされるという制約を受ける欠点を有してい
る。更に、第２の従来技術は銅箔等をエッチングしなけ
ればならず、工数がかさみかつ資材のむだが多い。

【００１２】第４の従来技術は、第２の従来技術とほぼ
同じ問題点を有している。

【００１３】又、第５の従来技術は、形成される導体層
は、高分子を変性したものであるため導体抵抗が大き
く、通常の配線基板として適用できるレベルではない。

【００１４】本発明の目的は、導体抵抗の小さい異方導
電フィルムを工数のかさむエッチング工程を必要とせず
簡便に形成できる製造方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明異方導電フィルム
の製造方法は、第１の樹脂フィルムの一表面に貴金属薄
膜を被着する工程と、少なくとも一表面部が熱可塑性を
有する絶縁性の第２の樹脂フィルムの所定箇所に貫通孔
若しくは貫通パターンを設ける工程と、前記第１の樹脂
フィルムの貴金属薄膜が被着されている面と第２の樹脂
フィルムの前記一表面とを熱圧着して仮貼付けした後、
前記貫通孔部若しくは貫通パターン部に導電性物質を充
填する工程と、前記貴金属薄膜が前記導電性物質部に転
写されるように前記第１の樹脂フィルムを前記第２の樹
脂フィルムから剥離する工程とを有するというものであ
る。

【００１６】ここで、第１の樹脂フィルムは、一表面部
に第１のガラス転移温度の第１のポリイミドフィルムを
有し、第２の樹脂フィルムは、一表面部に前記第１のガ
ラス転移温度より低い第２のガラス転移温度の第２のポ
リイミドフィルムを有し、前記第１のガラス転移温度未
満で、第２のガラス転移温度を越える温度で熱圧着をす
ることができる。

【００１７】更に、貴金属薄膜及び銅薄膜を順次に被着
して金属薄膜を形成することができる。

【００１８】更に又、めっきにより導電性物質を充填す
ることができる。

【００１９】以上において、貫通孔部を充填する導電性
物質の貴金属薄膜が付着した端部にバンプを形成する工
程を追加することができる。

【００２０】貴金属薄膜を被着した第１の樹脂フィルム
と貫通孔若しくは貫通パターンを有する第２の樹脂フィ
ルムとを仮貼付けし、前記貫通孔部若しくは貫通パター
ン部に導電性物質を充填したのち、第１の樹脂フィルム
及び第２の樹脂フィルムの貫通孔若しくは貫通パターン
以外の部分に接触している貴金属薄膜を剥離すればよい
ので、貴金属薄膜をエッチングで除去しなくてよい。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施の形態につ
いて説明する。

【００２２】図１（ａ）に示すように、ガラス転移温度
が高く金属膜との密着性が比較的良くない第１の樹脂フ
ィルム１を準備し、図１（ｂ）に示すように、その片面
に、貴金属薄膜２を形成する。貴金属薄膜を形成する方
法としては、均一に薄膜を形成できる蒸着あるいはスパ
ッタが好適である。貴金属薄膜２の厚さは特に限定され
ないが、１０〜１００ｎｍ程度が良い。１０ｎｍより薄
いと、後工程における転写の信頼性が低く、１００ｎｍ
より厚いと、後工程で不要部分での転写が起き、修理等
の手間がかかるのみならず、コスト高となり好ましくな
い。

【００２３】さらに好ましくは、貴金属薄膜形成後銅薄
膜を積層する。後工程で貴金属薄膜を転写する工程があ
るが、フィルム表面の不均一等により必要なパターン部
分以外に転写が起こることがあり、その場合は、この不
要部分を薬品で除去する工程を追加するが、下地に銅薄
膜が存在すると容易に除去しうる。薬品としては、銅薄
膜をエッチングできる希塩酸、希硫酸等が用いられる。
このエッチングは、従来技術における銅箔等のエッチン
グに比較して時間もかからない。銅薄膜の厚みは、特に
限定されないが、５０〜１５０ｎｍ程度が良い。５０ｎ
ｍより薄いと、後工程のめっき工程で、めっき液中に銅
が溶解しやすく、逆に１５０ｎｍより厚くしても、コス
ト高となるだけで好ましくない。

【００２４】次に、図２（ａ）を示すように、熱可塑性
を有する絶縁性の第２の樹脂フィルム３を準備し、次に
図２（ｂ）に示すように、貫通孔４を形成する。この第
２の樹脂フィルムは単層膜でなくてもよく、非熱可塑性
もしくは可塑性となる温度の比較的高い支持樹脂フィル
ムの少なくとも片面に熱可塑性層を設けたものでもよ
い。第２の樹脂フィルムの少なくとも一表面部を構成す
る素材は、電気絶縁性であり、熱可塑性のものであれば
特に限定されないが、二次加工における耐熱性や耐溶剤
性の観点から、熱可塑性ポリイミドが最も好適である。
積層構造である場合は、表面層として熱可塑性ポリイミ
ドを用いることが好ましい。この際、支持樹脂フィルム
としては、耐熱性が良好な非熱可塑性ポリイミドフィル
ムが好適である。表面層の厚さは、被接着物によるが、
通常１０〜２５μｍ程度がよい。

【００２５】第２の樹脂フィルムに貫通孔を形成する方
法は、特に限定されない。例えば、簡単な穴あけパター
ンであれば、パンチング等の機械的加工法により所定の
形状穴を等間隔で形成することができる。また、配線パ
ターンであれば、フィルム表面にレジストでパターンを
形成し、薬品によりエッチングする化学的なウエットエ
ッチング方法やエキシマレーザー等でパターンをアブレ
ーション除去するドライエッチング法により貫通パター
ンを得ることができる。

【００２６】次に、図３（ａ）に示すように、第１の樹
脂フィルム１の貴金属薄膜２（好ましくは表面に図示し
ない銅薄膜を有している。）と第２の樹脂フィルム３と
を仮貼付けする。仮貼付けは、第２の樹脂フィルムの少
なくとも表面部のガラス転移温度より５〜１５℃高い温
度で加圧して行なう。５℃より低いと、密着が不十分で
あり、逆に１５℃より高いと、密着が強すぎ、後工程の
剥離において不要部分の転写が起きやすい。

【００２７】次に、めっき工程を行う。下地の金属薄膜
を電源に接続し、第２の樹脂フィルムの貫通孔４部に電
解めっきにより、図３（ｂ）に示すように、銅等の導電
性物質５を充填する。なお、貴金属薄膜に続いて銅薄膜
を形成しない場合は、無電解めっきを使用することもで
きる。導電性物質５は銅だけでもよいが、銅を形成した
後電解めっきによりはんだを積層してもよい。後述する
ように、異方導電フィルムを積重ねて一体化処理するこ
とによって多層印刷配線板を形成するのに使用されるの
で、上下方向に隣接する導電体との電気的接続を信頼性
良く行うため、第２の樹脂フィルムの溶融温度未満で溶
解するか、あるいは充填金属と共晶を形成する金属層を
形成することが好ましい。この金属層としてここではは
んだを積層する例について述べた。

【００２８】最後に、第１の樹脂フィルム１と導体を形
成した第２の樹脂フィルム３を剥離する。この際、第１
の樹脂フィルムと貴金属薄膜の密着性より第２の樹脂フ
ィルムと導電性物質５の密着性の方が強い（仮貼付け工
程での加熱により密着性が増す）ため、図３（ｃ）に示
すように、導電性物質５に貴金属薄膜２ａが転写され
る。なお、導電性物質５と貴金属薄膜２ａとはめっきに
よって接合しているので剥れ難く、貴金属薄膜は機械的
に弱いので容易に破断される。

【００２９】こうして、異方導電フィルムの形成を終る
が、必要に応じて、図４に示すように、バンプ６を形成
することもできる。前述したように、貴金属は無電解め
っきの触媒として作用するため、転写された貴金属薄膜
２ａを核として容易にバンプ６を銅等により成長させる
ことができる。

【００３０】（実施例１）厚み２５μｍの宇部興産社製
ポリイミドフィルム（ユーピレックスＳ：ガラス転移温
度＞５００℃）表面にパラジウムを６００ｎｍ、続いて
銅を８００ｎｍそれぞれ蒸着した。一方、厚み６５μｍ
の三井東圧化学社製ボンディングフィルム（熱可塑性ポ
リイミド層２０μｍ／宇部興産社製ユーピレックスＳ２
５μｍ／熱可塑性ポリイミド層２０μｍ積層構造、熱可
塑性ポリイミド：ガラス転移温度１９０℃）に２５０μ
ｍ直径の貫通孔を、縦横２．５ｍｍ間隔でアレー状にパ
ンチングマシンにより形成した。次に、ポリイミドフィ
ルム上の銅膜に、ボンディングフィルムの片面を接触さ
せて積層し、２００℃で１０分間、２０ｋｇ／ｃｍ²で
熱圧着して仮貼付けした。

【００３１】次に、仮貼付けしたものを数秒間希硫酸に
浸せきして、貫通孔部表面の酸化銅を除去した後、銅膜
を電源と接続し、ボンディングフィルムに形成した貫通
孔内部に、無電解めっきを６０μｍ、続いて電解はんだ
めっきを５μｍ行った。

【００３２】めっき終了後、ポリイミドフィルムをボン
ディングフィルムからゆっくり剥離すると、ボンディン
グフィルムの貫通孔内部に導電性物質が充填された異方
導電フィルムが製造される。この際、ポリイミドフィル
ム表面の蒸着膜のうち貫通孔と密着していた部分は、ボ
ンディングフィルム表面側に転写され、充填された導電
性物質の一端ははんだ、他端はパラジウムとなる。

【００３３】（実施例２）実施例１において用いたボン
ディングフィルムの厚みを４０μｍ（熱可塑性ポリイミ
ド層７．５μｍ／ユーピレックスＳ２５μｍ／熱可塑性
ポリイミド層７．５μｍ）に変更した以外は、全く同様
の材料を用いて、貫通孔を形成する代わりに、貫通配線
パターンをエキシマレーザーにて形成した。同様に、積
層、電解めっき、剥離工程により、一端がはんだ、他端
がパラジウムで覆われた導電性物質でなる配線パターン
を埋込んだ異方導電フィルムを形成した。

【００３４】次に、異方導電フィルムを使用した多層印
刷配線板の形成方法について説明する。

【００３５】まず、本発明による異方導電フィルムを複
数積層する第１の多層印刷配線板の形成方法は、まず図
５（ａ）に示すように、配線パターンに導電性物質５−
１，５−３，５−５をそれぞれ樹脂フィルム３−１，３
−３，３−５に設けた３枚の異方導電フィルムを、配線
ピッチに縦横等間隔にアレー状に導電性物質５−２，５
−４をそれぞれ樹脂フィルム３−２，３−４に設けた異
方導電フィルムを介して積層し、熱圧着を行なって図５
（ｂ）に示すように、多層印刷配線板を形成する。

【００３６】又、本発明による異方導電フィルムと感光
性樹脂とを使用する第２の多層印刷配線板の形成方法
は、図６（ａ）に示すように、配線ピッチに縦横等間隔
にアレー状に導電性物質５−２Ａを樹脂フィルム３−２
Ａに形成した異方導電フィルム上に、感光性樹脂膜７−
１，７−２，７−３を塗布法により形成した後、露光，
現像して貫通孔を形成し、貫通孔部に露出したパラジウ
ム膜２ａ−２Ａを触媒核として無電解めっきにより導体
８−１，８−２，８−３を形成し銅などの金属膜配線パ
ターン９−１，９−２，９−３を形成した後積層し、熱
圧着により図６（ｂ）に示すように一体化する。なお、
配線パターンが絶縁基板表面に凸状に形成されているの
で、積層時の配線パターン周辺部の密着が不十分になり
やすい。従って、配線パターン表面と感光性樹脂膜表面
の高さが同一平面になるようにするのが好ましい。それ
には、配線パターン９−１，９−２，９−３を形成した
後、これよりやや厚くポジ型の感光性樹脂膜を塗布法で
形成したのち、配線パターン上の厚さ分を除去するのに
ちょうどよい露光をし現像するか、全面エッチバックを
行なって、配線パターン表面を露出させればよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によって異
方導電フィルムが、工数のかかるエッチング工程を必要
とせず高精度に容易に製造できる。また、本発明による
異方導電フィルムは、金属が所望のパターン形状にフィ
ルムの厚み方向に貫通して充填されており、該充填金属
の一端に、貴金属薄膜が形成されているために、その貴
金属を触媒核として、無電解めっきにより容易にバンプ
を形成できる。また、他端にはんだ等の樹脂フィルムの
溶融温度未満で溶解する金属を設けることにより、多層
印刷配線板を形成するときの熱圧着で上下方向に隣接す
る導体どうしを信頼性良く接続することができる。

【００３８】従って、本発明による異方導電フィルムを
用いることにより、簡単な製造工程で、信頼性よく、高
密度で軽量な多層印刷配線板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の説明のための（ａ），
（ｂ）に分図して示す工程順断面図。

【図２】図１に続いて（ａ），（ｂ）に分図して示す工
程順断面図。

【図３】図２に続いて（ａ）〜（ｃ）に分図して示す工
程順断面図。

【図４】図３に続いて示す断面図。

【図５】本発明による異方導電フィルムを使用した第１
の多層印刷配線板の形成方法をについて説明するための
（ａ），（ｂ）に分図して示す工程順断面図。

【図６】本発明による異方導電フィルムを使用した第２
の多層印刷配線板の形成方法について説明するための
（ａ），（ｂ）に分図して示す工程順断面図。

【図７】特開平２−２９６３９２号公報に開示された技
術について説明するための（ａ）〜（ｄ）に分図して示
す工程順断面図。

【図８】特公平２−２４０３５号公報に開示された技術
について説明するための（ａ），（ｂ）に分図して示す
工程順断面図。

【図９】特開平５−３０７９８６号公報に開示された技
術（第４の従来技術）について説明するための（ａ）〜
（ｆ）に分図して示す工程順断面図。

【図１０】特開昭６０−２４５７９８号公報に開示され
た技術（第５の従来技術）について説明するための
（ａ）〜（ｄ）に分図して示す工程順断面図。

【符号の説明】

１樹脂フィルム２，２ａ，２ａ−１，２ａ−２，２ａ−３，２ａ−４，
２ａ−５，２ａ−２Ａ貴金属薄膜３，３−１，３−２，３−３，３−４，３−５，３−１
Ａ，３−２Ａ樹脂フィルム４貫通孔５，５−１，５−２，５−３，５−４，５−５，５−２
Ａ導電性物質６バンプ７−１，７−２，７−３感光性樹脂膜８−１，８−２，８−３導体９−１，９−２，９−３配線パターン１０１ポリイミドフィルム１０２，１０２ａ銅回路パターン１０３ポリイミド層１０４開口部１０５ポリイミド層表面８０，８０ａ基板８１孔８２回路パターン８３回路パターン８４絶縁性フィルム８５絶縁性フィルム８６絶縁性フィルム８７孔８８孔８９孔９０孔９１孔２０１第１絶縁性フィルム２０２導電層２０３貫通孔２０４凹部２０５金属部２１１第２絶縁性フィルム２１３貫通孔２１５金属物質３０１絶縁性基板３０３全面の導体層３０４ハタン化した絶縁膜３０５高分子フィルム３０６導電化部３０７絶縁部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−266306（ＪＰ，Ａ) 特開平５−261931（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 5/16 G01B 13/00 501 G01R 11/01 G01R 43/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の樹脂フィルムの一表面に貴金属薄
膜を被着する工程と、少なくとも一表面部が熱可塑性を
有する絶縁性の第２の樹脂フィルムの所定箇所に貫通孔
若しくは貫通パターンを設ける工程と、前記第１の樹脂
フィルムの貴金属薄膜が被着されている面と第２の樹脂
フィルムの前記一表面とを熱圧着して仮貼付けした後、
前記貫通孔部若しくは貫通パターン部に導電性物質を充
填する工程と、前記貴金属薄膜が前記導電性物質部に転
写されるように前記第１の樹脂フィルムを前記第２の樹
脂フィルムから剥離する工程とを有することを特徴とす
る異方導電フィルムの製造方法。
【請求項２】第１の樹脂フィルムは、一表面部に第１
のガラス転移温度の第１のポリイミドフィルムを有し、
第２の樹脂フィルムは、一表面部に前記第１のガラス転
移温度より低い第２のガラス転移温度の第２のポリイミ
ドフィルムを有し、前記第１のガラス転移温度未満で、
第２のガラス転移温度を越える温度で熱圧着をする請求
項１記載異方導電フィルムの製造方法。
【請求項３】貴金属薄膜及び銅薄膜を順次に被着して
金属薄膜を形成する請求項１又は２記載の異方導電フィ
ルムの製造方法。
【請求項４】めっきにより導電性物質を充填する請求
項１，２又は３記載の異方導電フィルムの製造方法。
【請求項５】貫通孔部を充填する導電性物質の貴金属
薄膜が付着した端部にバンプを形成する工程を有する請
求項１乃至４記載の異方導電フィルムの製造方法。