JP4135375B2 - 回路基板用部材および回路基板の製造方法 - Google Patents

Description

【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の製造方法に関する。
【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。可撓性フィルム基板は、曲げることができるため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。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、比較的細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。ライン幅やスペース幅に関しては、さらに微細化する方策があるが、後者の指標、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に対応することが厳しくなってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
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要している。
【０００４】
一方、電子部品と回路基板との接続方法は、多数の接続部を一括で接合する接続方法において、位置精度確保が重要である。このような接続方法としては、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挙げられる。いずれの方法でも接続部分は局所的に１５０℃から４００℃で、数秒から数分間、加熱加圧され、接合時に特に高温を要する。回路基板に耐熱性が不十分な有機物層があると、高温での加圧時に有機物層が変形し、位置精度が確保できない。さらに有機物層は耐熱性以外の特性、例えば、粘着性や重合時の体積収縮性なども考慮して選定され、必ずしも金属接合に耐えられる有機物層を用いることができない。
【０００５】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、高精細な可撓性フィルム回路基板と回路基板への電子部品の高精度実装方法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および製造方法からなる。
（１）少なくとも補強板、有機物層、可撓性フィルムを有し、電子部品と接続される回路基板用部材であって、該回路基板用部材は（ａ）補強板、有機物層、可撓性フィルムの全てが存在している部分、（ｂ）補強板と可撓性フィルムの２種のみ存在している部分、（ｃ）可撓性フィルムのみ存在している部分のうち、（ａ）および（ｂ）の構造を備えている、あるいは（ａ）および（ｃ）の構造を備えており、かつ、電子部品と回路基板の接続される位置の直下に有機物層が配置されていないことを特徴とする回路基板用部材。
（２）補強板がシート状であり、有機物層がパターニングされていることを特徴とする上記（１）記載の回路基板用部材。
（３）補強板が枠状または格子状であることを特徴とする上記（１）記載の回路基板用部材。
（４）少なくとも補強板、有機物層、可撓性フィルムを有し、電子部品と接続される回路基板用部材であって、該回路基板用部材は（ａ）補強板、有機物層、可撓性フィルムの全てが存在している部分、（ｂ）補強板と可撓性フィルムの２種のみ存在している部分、（ｃ）可撓性フィルムのみ存在している部分のうち（ａ）、（ｂ）の構造をいずれも備えており、かつ、電子部品と回路基板の接続位置直下に有機物層が配置されていない、あるいは（ａ）、（ｃ）の構造をいずれも備えており、かつ、電子部品と回路基板の接続位置直下に有機物層が配置されていない回路基板用部材を形成した後可撓性フィルムを補強板から分離させる、もしくは、さらに前記回路基板用部材上に電子部品を実装した後、可撓性フィルムを補強板から分離させることを特徴とする回路基板の製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の回路基板用部材は、（ａ）補強板、有機物層、可撓性フィルムの全てが存在している部分、（ｂ）補強板と可撓性フィルムの２種のみ存在している部分、または、ｃ）可撓性フィルムのみ存在している部分がある。枠状もしくは格子状補強板を用いた場合、補強板上の有機物層でシート状の可撓性フィルムを保持し、枠内部もしくは格子内部が可撓性フィルムのみの部分である。また、シート状補強板を用いた場合、パターニングされた有機物層を備え、この有機物層でシート状の可撓性フィルムを保持し、有機物層の存在しない部分が補強板と可撓性フィルムのみの部分である。
【０００８】
シート状補強板上に形成された有機物層のパターンとしては、電子部品と回路基板の接続位置直下に有機物層が配置されいなければ良く、ドット状、線状、格子状、枠状やこれらを組み合わせた形状など種々の形状を採用することができる。ただし、ウエット工程で、薬液が補強板と可撓性フィルムの間に入り込まないパターンにすることが望ましい。
【０００９】
パターンニングされた有機物層や枠状もしくは格子状の補強板上に形成された有機物層の幅は、太い方が可撓性フィルムの固定強度が強く、一方、細い方が回路基板として利用できる可撓性フィルム基板の面積が増えるので、０．２ｍｍから１０ｍｍの範囲が好ましく、１ｍｍから５ｍｍの範囲が更に好ましい。パターニングされた有機物層は薄い方が補強板と可撓性フィルムの間隙が小さくなり、電子部品接合の際の位置合わせが容易である。一方、有機物層が厚い方が可撓性フィルムを固定する力は強いので、有機物層の厚みは、０．５μｍから４０μｍの範囲が好ましく、更に１μｍから２０μｍの範囲が好ましい。最も好ましくは、２μｍから１４μｍの範囲である。
【００１０】
枠状、格子状の補強板と可撓性フィルムとは、必ずしも補強板全面において、有機物層で貼り合わされていなくてもよく、可撓性フィルムを固定するのに充分なだけの面積あるいは配置で貼り合わされていれば良い。
【００１１】
シート状の補強板上にパターニングされた強粘着力の粘着剤や接着剤でシート状の可撓性フィルムと補強板とが強固に貼り合わせられている場合や、枠状もしくは格子状補強板とその上に設けられた強粘着力の粘着剤や接着剤でシート状の可撓性フィルムが強固に貼り合わせられている場合は、回路パターン形成後、もしくは、さらに電子部品を回路パターン上に実装した後、粘着力の粘着剤や接着剤と接触した部分の可撓性フィルムを切り離して、補強板から分離される。
【００１２】
シート状補強板上に有機物層をパターニングする方法としては、印刷法や有機物層に感光性を付与する方法などがある。感光性を付与した有機物層を塗布するには、スピンコーター、リバースコーター、バーコーター、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、ディップコーター、スプレイコーターなどの種々のものが採用できる。
【００１３】
有機物層は、補強板に直接塗布しても良いし、長尺フィルムなどの別の基体に塗布してから補強板に転写しても良い。転写を用いる場合は、塗布膜厚が均一な部分だけを採用することができる長所があるが、工程が増えたり、転写用の別の基体が必要になる短所がある。
【００１４】
また、有機物層を回路基板とする可撓性フィルム側に塗布してから、補強板に貼り合わせることもできる。この場合は、可撓性フィルム剥離時に、有機物層が補強板側に残るように有機物層と補強板表面の粘着力を大きくするための工程、あるいは、剥離後に可撓性フィルム側に残った有機物層を除去する工程が付加され生産性が低下することがある。
【００１５】
本発明において補強板として用いられる基板は、シート状または枠状、格子状である。枠状補強板は、有機物層を介して可撓性フィルムの外周に貼り合わせられ可撓性フィルムを固定する。枠の外側の形状としては方形、円形などであり、枠内部が方形、円形などに抜かれている。枠の外側が長方形で、内側が円形であるような組合せも可能である。格子状補強板は、有機物層を介して可撓性フィルムの一部に貼り合わせられ可撓性フィルムを固定する。格子状補強板の開口部位置が、可撓性フィルムに形成された回路パターンの少なくとも一部の位置と合致していれば、格子状補強板の形状は特に限定されないが、全体形状が方形で、内部に方形または円形の開口部が複数配置されたものがハンドリングが容易であるため好適に採用できる。
【００１６】
枠状または格子状補強板を用いる場合は、それらの開口部を利用して、可撓性フィルムの両面を同時に加工することが可能であり、生産性向上の点で好ましい。一方、シート状補強板は、段差がなく、ハンドリングや真空吸着などが容易で、自動化しやすい。またウエット工程において段差部分に薬液が残り、次工程の障害となる懸念がない点で好ましい。
【００１７】
格子状補強板を用いる場合、またはパターニングされた有機物層を有するシート状の補強板を用いる場合、格子状補強板の開口部や有機物層の開口部に合わせて、補強板に補強板よりも小さいサイズの可撓性フィルムを複数枚貼り合わせることができる。また、補強板に１枚の可撓性フィルムを貼り合わせてから、格子状補強板の開口部や有機物層の開口部に合わせてレーザーや高圧水ジェットやカッターで所定のスリットを設けることができる。このような構成にすると、補強板上の可撓性フィルムの一部に発生した応力が伝搬せず、不良発生を抑えることができる。
【００１８】
本発明において、可撓性フィルムは、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。
【００１９】
上記ガラス繊維補強樹脂板の樹脂としては、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。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、１２．５μｍから１２５μｍの範囲が好ましい。
【００２０】
これらの可撓性フィルムには、補強板との貼り付けに先立って、片面もしくは両面に金属層が形成されていても良い。金属層は、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作り、これを利用することもできる。
【００２１】
本発明に用いられる有機物層は接着剤または粘着剤からなり、可撓性フィルムを有機物層を介して補強板に貼り付けて加工しうるものであれば特に限定されない。感圧性粘着剤は、可撓性フィルムを貼り付ける際に可撓性フィルムに与える応力が小さく好ましい。可撓性フィルムは、回路パターン形成後、もしくは、さらに電子部品を回路パターン上に実装した後、補強板から分離される。有機物層が弱粘着から中粘着と呼ばれる領域の粘着力を有する粘着剤であれば、可撓性フィルムを有機物層から剥離することができる。
【００２２】
本発明の回路基板用部材は、電子部品と回路基板の接続方法に関し、いずれの方法にも適用できる。特に多数の接続部を一括で接合する接続方法では位置精度確保が重要であり、本発明の回路基板用部材が有効である。ここで多数の接続部を一括で接合する接続方法は、(1)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、(2)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挙げられる。いずれの方法でも接続部分は局所的に１５０℃から４００℃で、数秒から数分間、加熱加圧され、接合時に特に高温を要する。回路基板用部材において、補強板と可撓性フィルムの間に耐熱性が不十分な有機物層があると、高温での加圧時に有機物層が変形し、位置精度が確保できない。一方で有機物層は耐熱性以外の特性、例えば、粘着性や重合時の体積収縮性なども考慮して選定され、必ずしも金属接合に耐えられる有機物層を用いることができない。本発明の回路基板用部材によれば、加熱加圧で電子部品と回路基板とが接合される際に、回路基板用部材の加熱加圧部分に有機物層もしくは有機物層と補強板を配置しないことで、有機物層の特性に依存することなく高精度の位置精度を確保することができる。また、加熱加圧に加えて超音波を接合部分に印加して、金属接合の低温下を図る方法もあるが、粘着剤や接着剤は概して柔軟であるので、接合部下部に粘着剤や粘着剤があると、接合部に加えられた超音波が減衰して低温化の効果が減じられる。本発明の回路基板用部材によれば、回路基板用部材の加熱加圧部分に有機物層もしくは有機物層と補強板を配置しないことで超音波の減衰を回避することができる。
【００２３】
本発明で用いる補強板として用いられる基板の材質は、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、アルミナ、窒化シリコン、ジルコニアなどのセラミックス、ステンレススチール、インバー合金、チタンなどの金属やガラス繊維補強樹脂板などが採用でき、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。シート状補強板としては、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、あるいは搬送装置などとの接触によりパーティクルを発生しにくい点で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。枠状または格子状補強板としては、シート状補強板によりも機械的強度が要求され、また所定の形状に加工しやすい点で、金属やセラミクックスの採用が好ましい。
【００２４】
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。また、電子部品実装においても、枚葉基板による位置合わせの方が光学的位置検知と可動ステージ等により位置精度を確保しやすく好ましい。枚葉とは、長尺連続体でなく、可撓性フィルムが個別のシート状でハンドリングされる状態を言う。
【００２５】
補強板にガラス基板を用いる場合、ガラス基板のヤング率が小さかったり、厚みが小さいと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、平坦なステージ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悪くなることがあり、露光精度が悪くなる傾向がある。また、ロボット等によるハンドリングに負荷が大きくなり素早い取り回しが難しくなって生産性が低下する要因になる他、運搬コストも増大する傾向がある。これらの点から、枚葉補強板であるガラス基板のヤング率（ｋｇ／ｍｍ²）と厚さ（ｍｍ）の３乗の積が、８５０ｋｇ・ｍｍ以上８６００００ｋｇ・ｍｍ以下の範囲であることが好ましく、１５００ｋｇ・ｍｍ以上１９００００ｋｇ・ｍｍ以下が更に好ましく、２４００ｋｇ・ｍｍ以上１１００００ｋｇ・ｍｍ以下の範囲が最も好ましい。なお、本発明においてガラスのヤング率は、ＪＩＳ Ｒ１６０２によって求められる値とする。
【００２６】
本発明で用いる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および位置合わせ用マークが形成されていてもよい。位置合わせマークは、透明な補強板である場合は、補強板を通して読みとっても良いし、可撓性フィルムを通して読みとっても良いが、可撓性フィルムの貼り合わせ面とは反対側に金属層が形成されている場合は、金属層のパターンによらず読み取りができることから補強板側からの読み取りが好ましい。この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。
【００２７】
補強板に貼り付けた後に貼り付け面とは反対面に形成される回路パターンは、６０μｍピッチ以下の特に高精度なパターンを形成することができるが、補強板との貼り付け面に形成されるパターンは、主にプリント配線板などへの入出力端子およびその周辺の配線や電源と接地電位配線の役割を持たせるものであり、補強板への貼り付け面とは反対面に形成されるパターンほどの高精細を要求されない場合がある。本発明によれば、このような片面に特に高精細なパターンを形成した両面配線を提供することも容易である。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の動作を安定化させること、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あり、ＬＳＩが高速化し、また、多機能化による多ピン化が進むと非常に重要になる。
【００２８】
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。
【００２９】
厚さ０．７ｍｍのアルミノホウケイ酸塩ガラスにスクリーン印刷で、弱粘着性再剥離剤をパターン塗布する。再剥離剤塗布後、加熱乾燥や真空乾燥などにより乾燥し、厚みが１０μｍの再剥離剤層を得る。塗布した再剥離剤層付きガラス基板に、ポリエステルフィルム上にシリコーン樹脂層を設けた離型フィルムからなる空気遮断用フィルムを貼り付けて１週間室温で放置する。この期間は、熟成と呼ばれ、再剥離剤層の架橋が進行して、徐々に粘着力が低下する。放置期間や保管温度は、所望の粘着力が得られるように選択される。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。弱粘着性再剥離剤を長尺フィルム基体に塗布、乾燥後、補強板に転写することも可能である。
【００３０】
次に厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを準備する。ガラス基板上の空気遮断用フィルムを剥がして、ポリイミドフィルムをガラス基板に貼り付ける。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。このような貼り付け作業には、ロール式ラミネーターや真空ラミネーターを使用することができる。
【００３１】
ポリイミドフィルムの貼り合わせ面とは反対側の面に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。
【００３２】
フルアディティブ法は、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。触媒付与処理は補強板に可撓性フィルムを貼り合わせてから実施しても良いし、貼り合わせ前に、例えば長尺の可撓性フィルム上で実施しても良い。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。
【００３３】
セミアディティブ法は、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し、下地層を形成する。該下地層の厚みは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の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る。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許される。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、枚葉基板貼り付け前に実施されても良いし、枚葉基板貼り付け後に実施されても良い。枚葉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。また、下地層は補強板に可撓性フィルムを貼り合わせてから形成しても良いし、貼り合わせ前に、例えば長尺の可撓性フィルム上に形成しても良い。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。次いで下地金属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、さらに必要に応じて金、ニッケル、錫などのメッキを施し、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、回路パターンを得る。
【００３４】
また、これら金属配線回路形成において、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、枚葉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、ボールグリッドアレイ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貼り付け面側に金属層があることが好ましい。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５０μｍから８００μｍが好ましく、８０μｍから８００μｍがより好ましい。
【００３５】
次いで形成した回路パターン上にＩＣチップ、抵抗やコンデンサなどの電子部品を実装する。本発明で使用できる電子部品搭載装置は、光学的位置検出機能と可動ステージなどの位置合わせ機能を有し、搭載精度を確保できるものであれば、特に限定されない。本発明は、特に接続ピッチが小さく、かつピン数が大きい大規模ＬＳＩの実装精度確保に効果が大きい。ＬＳＩのパッケージ形態は特に限定されず、ベアチップ、リードフレームタイプ、ボールグリッドアレイタイプのいずれにも適用することができるが、ピン数が多くできるベアチップやボールグリッドアレイタイプへの適用が好ましい。
【００３６】
また、本発明で使用できる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、あるいは、接続部分へパターン印刷されたはんだペースト上に電子部品を仮固定した後、一括リフローで接続する方法などが挙げられる。
【００３７】
回路基板と電子部品とを接続した後、回路基板を補強板から剥離する。レーザー、高圧水ジェットやカッターなどを用いて、個片または個片の集合体に該回路パターン付きポリイミドフィルムを切り分けてから、電子部品が実装された回路基板をガラス基板から剥離することもできる。
【００３８】
本発明の回路基板は、電子機器の配線板、ＩＣパッケージ用インターポーザー、ウエハレベルバーンインソケット用配線板などに使用される。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許される。また、可撓性フィルム基板の少なくとも一方の面に絶縁層と配線層を積層し、多層化することも可能である。
【００３９】
【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。
【００４０】
実施例１
厚さ０．７ｍｍ、３００ｍｍ角のアルミノホウケイ酸塩ガラスにスクリーン印刷法で幅１０ｍｍで該幅の中心間が３０ｍｍの正方形の格子となるように、弱粘着性再剥離剤”オリバイン”ＥＸＫ０１−２５７（東洋インキ（株）製）と硬化剤ＢＸＸ５１３４（東洋インキ（株）製）を７：１で混合したものを塗布し、１００℃で３０秒乾燥した。乾燥後の再剥離剤厚みを５μｍとした。次いで再剥離剤層に、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週間おいた。ガラス基板のヤング率は、７１４０ｋｇ／ｍｍ²であり、ヤング率（ｋｇ／ｍｍ²）と厚さ（ｍｍ）の３乗の積は、２４４９ｋｇ・ｍｍであった。
【００４１】
金属層接着力向上のための接着剤を以下のようにして用意した。フラスコ内を窒素雰囲気に置換し、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド２２８重量部を入れ、１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ビス（３−アミノプロピル）ジシロキサン１９．８８重量部を溶解した。次いで、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物２５．７６重量部を加え、窒素雰囲気下で１０℃、１時間撹拌した。続いて５０℃で３時間撹拌しながら反応させ、ポリイミド前駆体ワニスからなる接着剤を得た。
【００４２】
リバースコーターを用いて、厚さ２５μｍ、幅３００ｍｍの長尺のポリイミドフィルム（”ユーピレックス”宇部興産（株）製）の片面に該接着剤を連続的に塗布した。次いで、８０℃で１０分間、１３０℃で１０分間、１５０℃で１５分間乾燥し、２５０℃で５分間キュアした。キュア後の接着剤層の膜厚は１μｍであった。
【００４３】
上記ポリエステルフィルムとシリコーン樹脂層からなる空気遮断用フィルムを剥がしつつ、再剥離剤層が形成されているガラスにロール式ラミネーターで、接着剤を塗布したポリイミドフィルムを、ポリイミドフィルム側がガラス面になるように貼り付けた。ガラスにラミネートされたポリイミドフィルムは、ガラス終端に合わせてカットした。
【００４４】
次いでスパッタにて厚さ５０ｎｍのクロム：ニッケル＝２０：８０の合金膜と厚さ１００ｎｍの銅膜をこの順に接着剤層上に積層した。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８０℃で１０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、メッキ膜が不要な部分に厚さ１０μｍのフォトレジスト層を形成した。テスト用フォトマスクパターンは、５０μｍピッチで５００個の接続パッド（幅２０μｍ、長さ２００μｍ）を３０ｍｍ角の格子状に印刷された接着剤層の４辺に沿ってそれぞれ配置した。更に、測長用に基板の中心から対角方向に約１４１ｍｍ離して配置した４点（辺に平行方向には互いに２００ｍｍずつ離して配置）のマーカーをフォトマスクパターンに設けた。
【００４５】
フォトレジストを現像後、１２０℃で１０分間ポストベークした。次いで銅層を電極として厚さ５μｍの銅層を電解メッキで形成した。電解メッキ液は、硫酸銅メッキ液とした。引き続き、銅メッキ膜上に、電解メッキで厚さ１μｍのニッケル層と厚さ０．２μｍの金層をこの順に積層した。ニッケル電解メッキ液は硫酸ニッケルメッキ液、金電解メッキ液はシアン化第一酸カリウムメッキとした。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、続いて塩化鉄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て、金属膜パターンを得た。
【００４６】
測長機ＳＭＩＣ−８００（ソキア（株）製）にて、上述した測長用に設けた対角方向に本来約２８３ｍｍ離れた２点（ｘ方向に２００ｍｍ、ｙ方向に２００ｍｍ離れた点）の距離を測定したところ、フォトマスクパターンに対して±２μｍ以内にあり、位置精度は非常に良好に保持されていた。
【００４７】
次に、５０μｍピッチで一列５００個の金メッキバンプを４辺に配置したモデルＩＣチップをチップ側から２００℃に加熱しつつ超音波ボンダーを用いて、回路基板上の接続パッドと金属接合した。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。また、ＩＣチップ接続位置に再剥離剤層がないために、超音波の減衰が小さく、良好な金属接合が得られた。次いで、ポリイミドフィルムを真空吸着し、端部から徐々にガラス基板から剥離した。
【００４８】
実施例２
実施例１と同様にして、接着剤層を設けたポリイミドフィルムを作製した。
【００４９】
インバー合金からなる内寸３００ｍｍの正方形の枠を用意した。枠は、厚さ５ｍｍで幅が４０ｍｍとした。枠の片面全体に接着シートＴＳＡ−６１０５（東レ（株）製）を貼り付けた。接着シートを介して枠に接着剤層を設けたポリイミドフィルムを貼り合わせた。次いで、実施例１と同様にして、ポリイミドフィルム上に金属膜パターンを形成した。
【００５０】
実施例１と同様に設けた対角方向に本来約２８３ｍｍ離れた２点（ｘ方向に２００ｍｍ、ｙ方向に２００ｍｍ離れた点）の距離を測定したところ、フォトマスクパターンに対して±２μｍ以内にあり、位置精度は非常に良好に保持されていた。
【００５１】
次に、５０μｍピッチで一列５００個の金メッキバンプを４辺に配置したモデルＩＣチップをチップ側から３８０℃に加熱しつつフリップチップボンダーを用いて、回路基板上の接続パッドと金属接合した。ＩＣチップ接続位置に接着シートがなく、加熱と加圧による位置変化が抑制され、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。次いで、枠内辺に沿ってポリイミドフィルムをカットし、インバー合金枠から切り離した。
【００５２】
実施例３
実施例１と同様にして、接着剤層を設けたポリイミドフィルムを作製した。インバー合金からなる外形３８０ｍｍで厚さが５ｍｍの正方形の板を用意した。外周枠幅４０ｍｍとして、実施例１の再剥離剤層パターンに合わせて板を格子状に加工した。該格子の片面全体に接着シートＴＳＡ−６１０５（東レ（株）製）を貼り付けた。接着シートを介して格子にポリイミドフィルムを貼り合わせた。次いで、実施例１と同様にして、該ポリイミドフィルム上に金属膜パターンを形成した。
【００５３】
実施例１と同様に設けた対角方向に本来約２８３ｍｍ離れた２点（ｘ方向に２００ｍｍ、ｙ方向に２００ｍｍ離れた点）の距離を測定したところ、フォトマスクパターンに対して±２μｍ以内にあり、位置精度は非常に良好に保持されていた。
【００５４】
次に、５０μｍピッチで一列５００個の金メッキバンプを４辺に配置したモデルＩＣチップをチップ側から３８０℃に加熱しつつフリップチップボンダーを用いて、回路基板上の接続パッドと金属接合した。ＩＣチップ接続位置に接着シートがなく、加熱と加圧による位置変化が抑制され、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。次いで、格子内辺に沿ってポリイミドフィルムをカットし、インバー合金格子から切り離した。
【００５５】
比較例１
実施例１と同様にして厚さ２５μｍ、幅３００ｍｍのポリイミドフィルムに接着剤を塗布、乾燥、キュアした。ガラス基板に該ポリイミドフィルムを貼り付けず、３００ｍｍ角のポリイミドフィルム単体に対して、実施例１と同じ、スパッタ膜形成、フォトレジストパターン形成、メッキ膜形成、フォトレジスト剥離、ソフトエッチングを施した。
【００５６】
実施例１と同様に設けた対角方向に本来約２８３ｍｍ離れた２点の距離を測定したところ、フォトマスクパターンに対して基板外側に向かって最大６５μｍ歪んでいた。
【００５７】
比較例２
弱粘着性剥離剤をガラス基板全面に設けたこと以外は、実施例１と同様にして、ポリイミドフィルム上に金属膜パターンを形成した。実施例１と同様に設けた対角方向に本来約２８３ｍｍ離れた２点（ｘ方向に２００ｍｍ、ｙ方向に２００ｍｍ離れた点）の距離を測定したところ、フォトマスクパターンに対して±２μｍ以内にあり、位置精度は非常に良好に保持されていた。
【００５８】
次に、５０μｍピッチで一列５００個の金メッキバンプを４辺に配置したモデルＩＣチップをチップ側から２００℃に加熱しつつ超音波ボンダーを用いて、回路基板上の接続パッドと金属接合した。再剥離層での超音波の減衰があり、接合部分断面に空隙が観察された。また、加熱加圧による再剥離層の変形で、回路基板上の接続パッドとモデルＩＣチップのバンプ位置が５μｍずれている箇所があり、接合位置精度の点で不良であった。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によって、補強板に可撓性フィルムを固定したままで、加熱加圧による電子部品と回路基板との接続を実施する際の位置精度向上、超音波減衰の抑制による接合信頼性向上がある。また補強板、有機物有層、可撓性フィルムがこの順に積層された部分と可撓性フィルムのみの部分を備えたことにより、可撓性フィルムの両面において回路基板加工を並行して実施することができ、生産性を高めることができる。

Claims (4)

1. 少なくとも補強板、有機物層、可撓性フィルムを有し、電子部品と接続される回路基板用部材であって、該回路基板用部材は（ａ）補強板、有機物層、可撓性フィルムの全てが存在している部分、（ｂ）補強板と可撓性フィルムの２種のみ存在している部分、（ｃ）可撓性フィルムのみ存在している部分のうち、（ａ）および（ｂ）の構造を備えている、あるいは（ａ）および（ｃ）の構造を備えており、かつ、電子部品と回路基板の接続される位置の直下に有機物層が配置されていないことを特徴とする回路基板用部材。
2. 補強板がシート状であり、有機物層がパターニングされていることを特徴とする請求項１記載の回路基板用部材。
3. 補強板が枠状または格子状であることを特徴とする請求項１記載の回路基板用部材。
4. 少なくとも補強板、有機物層、可撓性フィルムを有し、電子部品と接続される回路基板用部材であって、該回路基板用部材は（ａ）補強板、有機物層、可撓性フィルムの全てが存在している部分、（ｂ）補強板と可撓性フィルムの２種のみ存在している部分、（ｃ）可撓性フィルムのみ存在している部分のうち（ａ）、（ｂ）の構造をいずれも備えており、かつ、電子部品と回路基板の接続位置直下に有機物層が配置されていない、あるいは（ａ）、（ｃ）の構造をいずれも備えており、かつ、電子部品と回路基板の接続位置直下に有機物層が配置されていない回路基板用部材を形成した後可撓性フィルムを補強板から分離させる、もしくは、さらに前記回路基板用部材上に電子部品を実装した後、可撓性フィルムを補強板から分離させることを特徴とする回路基板の製造方法。