JP4314834B2

JP4314834B2 - Circuit board manufacturing method and circuit board member

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Publication number: JP4314834B2
Application number: JP2003021548A
Authority: JP
Inventors: 太奥山; 孝義赤松; 徹也林
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP2003298194A

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イルムを用いた回路基板の製造方法と回路基板用部材に関するものである。
【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。中でも可撓性フイルム基板は、その可撓性ゆえ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。例えば、液晶ディスプレイパネルへのＩＣ接続に用いられるＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）技術は、比較的狭幅の長尺ポリイミドフイルム基板を加工することで樹脂基板としては最高レベル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。後者の指標、いわゆる位置精度は、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が厳しくなってきている。
【０００３】
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必要とする。
【０００４】
これに対して、回路パターンを形成しようとする可撓性フィルムに紫外線硬化型有機物層を介して有機あるいは無機の硬質板とを貼り合わせ、全体の強度を増すことで外力による変形を抑えようとする提案がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかしながら、有機硬質板を用いる場合は、可撓性フィルムの膨張、収縮ヒステリシスによる回路パターンの位置ずれはあまり軽減されない。
【０００６】
また、回路パターン形成プロセスとしては、洗浄、めっき、レジスト塗布、エッチングなどのウエット工程や乾燥、ベークなどの加熱工程があるが、紫外線硬化型有機物は、一般的に、紫外線照射によって架橋が進行し粘着力が低下するものであり、架橋前の状態では、耐水性、耐溶剤性、耐熱性が充分でないことが多い。そこで、紫外線硬化型有機物層の耐水性、耐溶剤性、耐熱性を向上させるには、紫外線照射量の増加など他の特性の低下を伴うことがあり問題である。
【０００７】
さらに、回路パターンの微細化に伴い、位置精度は、回路パターン加工プロセス中の基板の安定性だけでなく、回路基板作製後から、電子部品接続までの温度、湿度による寸法変化抑制も同等に重要になってきている。しかし、特許文献１の方法では、回路基板作製後に補強板を剥離してしまうため、回路基板作製から電子部品接続までの間の位置精度維持についての保証は無い。
【０００８】
一般に、電子部品の接合プロセスは、回路パターン加工プロセスよりも高温のプロセスであり、紫外線硬化型有機物層に求められる耐熱性もより高度である。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６０−５７６９７号公報（第１−３頁）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、高精度な可撓性フイルム回路基板を安定して製造できる方法を提供することにある。
【００１１】
【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からなる。
（１）可撓性フィルムの片面に補強板を紫外線硬化型有機物層を介して貼り合わせ、次いで、該可撓性フィルムの他の面に回路パターンを形成してから、回路パターン付き可撓性フィルムを補強板から剥離する回路基板の製造方法において、回路パターンを形成する工程がウエット工程を有し、該ウエット工程前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射することを特徴とする回路基板の製造方法。
（２）可撓性フィルムの片面に補強板を紫外線硬化型有機物層を介して貼り合わせ、次いで、該可撓性フィルムの他の面に回路パターンを形成してから、回路パターン付き可撓性フィルムを補強板から剥離する回路基板の製造方法において、回路パターンを形成する工程が加熱工程を有し、該加熱工程前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射することを特徴とする回路基板の製造方法。
（３）可撓性フィルムの片面に補強板を紫外線硬化型有機物層を介して貼り合わせ、次いで、該可撓性フィルムの他の面に回路パターンを形成し、さらに、該回路パターン上に電子部品を接合してから、電子部品と回路パターンの付いた可撓性フィルムを補強板から剥離する回路基板の製造方法において、該回路パターン上に電子部品を高温高圧条件にて接合する工程の前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射することを特徴とする回路基板の製造方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明において可撓性フイルムとしては、プラスチックフイルムであって、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イルムを採用することができる。中でもポリイミドフイルムは、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。ガラス繊維補強樹脂板の樹脂としては、エポキシ、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。
【００１３】
可撓性フイルムの厚さは、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、４μｍから１２５μｍの範囲が好ましい。
【００１４】
本発明において、回路パターンを形成する方法は特に限定されず、例えば、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イ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イルムを得ることもできる。
【００１５】
本発明において補強板として用いられる基板は、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、インバー合金、ステンレススチール、チタンなどの金属、アルミナ、ジルコニア、窒化シリコンなどのセラミックスやガラス繊維補強樹脂板などが採用できる。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が、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で無機ガラス類からなる基板が好ましい。
【００１６】
補強板と可撓性フイルムは、紫外線硬化型有機物層を介して貼り合わせる。従って、紫外線を透過する補強板であることが望ましく、この点でも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。
【００１７】
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。枚葉とは、長尺連続体でなく、個別のシート状でハンドリングされる状態を言う。
【００１８】
補強板に用いられるガラス基板は、ヤング率が小さかったり、厚みが小さいと可撓性フイルムの膨張・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・脱着で可撓性フイ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時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。この点から、補強板に用いられ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以下の範囲であることがさらに好ましく、２４００ｋｇ・ｍｍ以上１１００００ｋｇ・ｍｍ以下の範囲が特に好ましい。なおガラス基板のヤング率は、ＪＩＳＲ１６０２によって求められる値とする。
【００１９】
補強板に金属基板を用いる場合、金属基板のヤング率が小さかったり、厚みが薄いと可撓性フイルムの膨張力や収縮力で金属基板の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できなくなったり、また、金属基板の反りやねじれの分、可撓性フイルムが変形することにより、位置精度の保持が難しくなる。また、金属基板に折れがあると、その時点で不良品になる。一方、金属基板が厚いと、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。また、ロボット等によるハンドリング時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。この点から、補強板として用いられる金属基板のヤング率（ｋｇ／ｍｍ²）と厚さ（ｍｍ）の３乗の積は、２ｋｇ・ｍｍ以上１６２５６０ｋｇ・ｍｍ以下の範囲であることが好ましく、１０ｋｇ・ｍｍ以上３００００ｋｇ・ｍｍ以下の範囲であることがさらに好ましく、１５ｋｇ・ｍｍ以上２０５００ｋｇ・ｍｍ以下の範囲であることが特に好ましい。
【００２０】
本発明に用いられる紫外線硬化型有機物層を構成する紫外線硬化型有機物は特に限定されないが、好ましくは紫外線照射で架橋が進行し接着力、粘着力が減少するものである。また、紫外線硬化型有機物層は、紫外線を照射後、剥離可能である必要がある。このような紫外線硬化型有機物の例としては、アクリル系またはウレタン系の紫外線硬化型再剥離粘着剤と呼ばれる粘着剤を挙げることができる。また、接着剤または粘着剤の主剤と硬化剤を混合する架橋型と呼ばれるものが、接着力、粘着力の発現が速いため生産性に優れることから好ましい。
【００２１】
本発明において紫外線を照射する工程は、補強板と可撓性フイルム基板を貼り合わせた後で、回路パターンを形成する工程の前である。紫外線硬化型有機物層は、耐水性や耐熱性が不十分であることが多く、回路パターン形成工程にウエット工程や加熱工程がある場合、膨潤や発泡などの不具合を起こすことが多く、位置精度の確保ができなくなったり、平坦性が損なわれたりするからである。また、補強板と可撓性フィルム基板の剥離力が増大する場合があり、剥離時に可撓性フィルムの位置精度が損なわれることがある。
【００２２】
ここで、ウエット工程とは、レジスト現像工程、メッキ工程、エッチング工程あるいは洗浄工程などである。ウエット工程前に紫外線を照射することにより、湿式プロセスで紫外線硬化型有機物層が吸水することによる膨潤を抑制することができる。
【００２３】
また、加熱工程とは、フォトレジストベーク、ソルダーレジストベークなどである。紫外線を照射する工程は加熱工程前であることが好ましい。加熱工程前に紫外線を照射することにより、加熱工程で紫外線硬化型有機物層の紫外線反応部位が破壊されて、紫外線硬化型有機物層が発泡あるいは変質して平坦性が失われたり、可撓性フイルムを剥離し難くなることを防ぐことができる。
【００２４】
ＩＣなどの電子部品と回路基板との接続方法としては、例えば、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ある。これらの接続時の温度は、通常、２００〜４００℃と高温であるとともに、圧力も高い。紫外線硬化型有機物層の主剤の骨格や紫外線硬化型有機物層に含まれる架橋剤の種類や量によって、紫外線硬化前の状態でも、ある程度の耐水性や耐熱性を持たせることは可能であるが、上記のような電子部品と回路パターンの接続に耐えるだけの耐熱性を付与することが難しいことがある。
【００２５】
そこで、本発明の別の実施態様は、電子部品接続工程前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射する工程を設ける。電子部品と回路パターンの接合時の高温高圧への耐性が不足していると、紫外線硬化型有機物層の発泡や膨張によって回路パターンが変形したり、その後の紫外線照射によって紫外線硬化型有機物層の粘着力が十分低下しないことが起こり得るからである。
【００２６】
電子部品に設けられた凸状接合用電極（バンプ）下とその近傍での回路パターンの厚み方向の変形は、配線回路の信頼性を確保するために６μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２７】
本発明に使用する紫外線硬化型有機物層は、可撓性フイルム加工中は十分な接着力があり、剥離時は容易に剥離でき、可撓性フイルム基板に歪みを生じさせないために、弱粘着領域の粘着力であるのが好ましい。
【００２８】
本発明において剥離力は、紫外線硬化型有機物層を介して補強板と貼り合わせた１ｃｍ幅の可撓性フイルムを剥離するときの１８０°方向ピール強度で測定される。ここで、剥離力を測定するときの剥離速度は３００ｍｍ／分とした。剥離力の測定装置は特に限定されず、機械的強度や伸度の測定などで一般に使用されるテンシロンが好適に採用できる。ここで、弱粘着領域とは、上記の条件で測定したときの剥離力が０．１ｇ／ｃｍから１００ｇ／ｃｍの範囲を言う。
【００２９】
紫外線硬化型有機物層の粘着力を弱粘着領域に制御するためには、紫外線硬化型有機物として用いる接着剤または粘着剤の主剤と硬化剤の一方あるいは両方を高分子量化することにより、架橋後の流動性を小さくし、接着剤または粘着剤の可撓性フイルムへの投錨性を制御することが有効である。さらに、耐熱性を向上するためにも、接着剤または粘着剤の主剤と硬化剤の一方あるいは両方を高分子量化することが好ましい。また、接着剤または粘着剤の粘着力を弱粘着領域に制御するためには、接着剤または粘着剤の主剤の分子鎖に導入する官能基数を増やすことにより硬化剤との架橋部位を増やすことも有効である。さらに、主剤と硬化剤の混合比を変えることで、剥離力を調整することもできる。また、紫外線硬化型有機物層の粘着力を弱粘着領域に制御するために、接着剤または粘着剤の可撓性フイルムへの投錨性を制御する方法として、接着剤または粘着剤の厚みを適性化する方法は容易に行え、有効な方法である。
【００３０】
紫外線硬化型有機物層の厚みは小さすぎると、均一性が低下する傾向があるため、０．１μｍ以上であることが好ましく、０．３μｍ以上であることがさらに好ましい。一方、紫外線硬化型有機物層の厚みが大きすぎると、可撓性フィルムへの投錨性が良くなるために粘着力が大きくなりすぎる傾向があるため、２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３１】
また、補強板上に紫外線硬化型有機物層を介して固定された可撓性フィルム上の回路パターンに電子部品を接合する場合は、紫外線硬化型有機物層が厚いと前述の回路パターンの厚み方向の変形が大きくなる傾向があるため、紫外線硬化型有機物層の厚みが５μｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
可撓性フイルムを補強板から剥離するときの剥離力は、低すぎると回路パターン形成中に可撓性フイルムが紫外線硬化型有機物層から剥離する恐れがある。一方、剥離力が高すぎると、可撓性フイルムが変形したりカールする恐れがある。また、可撓性フイルムの厚みが薄くなるにつれて、剥離後の可撓性フイルムは変形したりカールし易くなる。さらに、可撓性フイルムのヤング率が小さくなるにつれて、剥離後の可撓性フイルムは変形したりカールし易くなる。これらの点から本発明においては、可撓性フイルムを剥離するときの剥離力Ａ（ｇ／ｃｍ）と、可撓性フイルムの厚みの逆数Ｂ（μｍ^-1）と、可撓性フイルムのヤング率の逆数Ｃ（ｍｍ²／ｋｇ）との積Ａ・Ｂ・Ｃは、４．３×１０^-6以上４．３×１０^-3以下の範囲とすることが好ましく、８．６×１０^-6以上８．６×１０^-4以下の範囲とすることがより好ましく、２．１５×１０^-5以上５．１６×１０^-4以下の範囲とすることが特に好ましい。
【００３３】
剥離の界面は、補強板と紫外線硬化型有機物層との界面でも紫外線硬化型有機物層と可撓性フイルムとの界面でもどちらでも良いが、可撓性フイルムから紫外線硬化型有機物層を除去する工程が省略できるので、紫外線硬化型有機物層と可撓性フイルムとの界面で剥離する方が好ましい。
【００３４】
補強板と紫外線硬化型有機物層との接着力を向上させるために、補強板にシランカップリング剤塗布などのプライマー処理を行っても良い。プライマー処理以外に紫外線処理、紫外線オゾン処理などによる洗浄や、ケミカルエッチング処理、サンドブラスト処理あるいは微粒子分散層形成などの表面粗化処理なども好適に用いられる。
【００３５】
本発明に使用する可撓性フイルムには、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が形成されていても良い。この場合、該パターン形成と同時に、もう一方の面に形成される回路パターンとの位置合わせ用マークを形成することが好ましい。貼り合わせ面とは反対側の面に形成する高精細パターンの高精細さを活かすために位置合わせマークを設けて位置合わせすることは高精細パターンの作製に非常に有効である。位置合わせマーク読みとり方法は特に限定されず、例えば、光学的な方法、電気的な方法等を用いることができる。位置合わせマークは、可撓性フイ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。
【００３６】
可撓性フイルムを補強板に貼り付けた後に、可撓性フイルムの該貼り付け面とは反対面に形成される回路パターンは、補強板及び金属層により加工時に生じる可撓性フイルムの変形を防止できるため、特に高精度なパターンを形成することができる。
【００３７】
本発明によれば、このように、片面に特に高精細なパターンを形成した両面配線の回路基板を容易に提供できる。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の動作を安定化できること、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挙げられ、ＬＳＩが高速化し、また、多機能化による多ピン化が進む中で非常に重要である。
【００３８】
さらに本発明では、可撓性フイルムの両面の加工時に共に補強板を使用し、両面とも特に高精度なパターンを形成することも可能である。例えば、第１の補強板と可撓性フイルムの第２の面とを紫外線硬化型有機物層を介して貼り合わせて、可撓性フイルムの第１の面に回路パターンを形成してから、第１の面と第２の補強板とを紫外線硬化型有機物層を介して貼り合わせた後、可撓性フイルムを第１の補強板から剥離し、次いで可撓性フイルムの第２の面に回路パターンを形成してから、可撓性フイルムを第２の補強板から剥離する方法が挙げられ、両面共に高精度の回路パターン加工を実現することができる。
【００３９】
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。
【００４０】
厚さ０．７ｍｍのアルミノホウケイ酸塩ガラスにスピンコーター、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、スクリーン印刷機などで、シランカップリング剤を塗布する。間欠的に送られてくる枚葉基板に比較的低粘度のシランカップリング剤の薄膜を均一に塗布するためには、スピンコーターの使用が好ましい。シランカップリング剤塗布後、加熱乾燥や真空乾燥などにより乾燥し、厚みが２０ｎｍのシランカップリング剤層を得る。
【００４１】
次に上記シランカップリング剤層上に、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、スクリーン印刷機などで、紫外線硬化型再剥離粘着剤を塗布する。間欠的に送られてくる枚葉基板に比較的粘度が高い粘着剤を均一に塗布するためには、ダイコーターの使用が好ましい。紫外線硬化型再剥離粘着剤を塗布後、加熱乾燥や真空乾燥などにより乾燥し、厚みが２０μｍの紫外線硬化型有機物層を得る。この紫外線硬化型有機物層に、ポリエステルフイルム上にシリコーン樹脂層を設けた空気遮断用フイルムを貼り付けて１週間熟成させる。空気遮断用フイ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。また、紫外線硬化型有機物層を長尺フイルム基体に塗布、乾燥後、枚葉基板に転写することも可能である。
【００４２】
本発明において、紫外線硬化型有機物層は、最初に可撓性フィルム側に形成されていても良いし、補強板側に形成されていても良く、両方に形成されていても良い。形成の容易さや剥離界面を可撓性フィルムと紫外線硬化型有機物層となるよう制御するためには、補強板側に形成されるのが好ましい。
【００４３】
次に上記空気遮断用フイルムを剥がしてポリイミドフイルムを貼り付ける。ポリイミドフイルムの厚さは４μｍから１２５μｍの範囲が好ましい。前述のように、ポリイミドフイ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。ポリイミドフイルムの補強板貼り付け面側に金属層を設けておくと、電磁波遮断用のためのグラウンド層などとして利用することができ好ましい。ポリイミドフイルムは、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。
【００４４】
ポリイミドフイルムをガラス基板に貼り付けた後、紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射して架橋を進行させる。
【００４５】
ポリイミドフイルムの貼り合わせ面とは反対側の面にあらかじめ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ことができる。
【００４６】
フルアディティブ法は、例えば、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。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、スクリーン印刷機などで塗布して、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、該ポリイミドフイルムを浸漬し、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。
【００４７】
セミアディティブ法は、例えば、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リングし、下地層を形成する。下地層の厚みは、通常、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に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り好ましい。下地層形成に先立ち、ポリイミドフイ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、適宜用いられる。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、ガラス基板貼り付け前に実施されても良いし、ガラス基板貼り付け後に実施されても良い。ガラス基板貼り付け前に、長尺のポリイミドフイ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。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、スクリーン印刷機などで塗布して、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。次いで該下地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、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、さらに必要に応じて金、ニッケル、錫などのメッキを施し、回路パターンを得る。
【００４８】
上記ガラス基板上の空気遮断用フイルムを剥がして、回路パターンが形成された面を貼り合わせ面として、ポリイミドフイルムをガラス基板に貼り付けた後、上述のセミアディティブ法、フルアディティブ法、もしくはサブトラクティブ法で貼り合わせ面と反対側の面に高精細な回路パターンを形成する。
【００４９】
なお、サブトラクティブ法とは、ポリイミドフィルムにベタの金属層が形成されている場合、フォトレジストとエッチング液を使って回路パターンを形成する方法であり、製造プロセスが短く、低コストな方法である。
【００５０】
特に高精細な回路パターンを得るためには、セミアディティブ法、フルアディティブ法の採用が好ましい。
【００５１】
さらに、ポリイミドフイルムに、接続孔を設けることができる。すなわち、ガラス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、ボールグッリドアレー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、ポリイミドフイルムのガラス基板貼り付け面側に金属層があることが好ましい。
【００５２】
ポリイミドフイ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８０μｍから８００μｍが好ましい。
【００５３】
接続孔を形成するタイミングは限定されないが、ポリイミドフイルムをガラス基板に貼り合わせた後、ポリイミドフイルムの貼り合わせ面の反対面から接続孔を形成することが好ましい。
【００５４】
必要に応じて、回路パターン上にソルダーレジスト膜を形成する。微細回路パターンに対しては感光性のソルダーレジストの採用が好ましい。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、スクリーン印刷機などで回路パターン上に感光性ソルダーレジストを塗布し、乾燥させた後、所定のフォトマスクを介して紫外線露光をし、現像して、ソルダーレジストパターンを得る。次に１００℃から２００℃でキュアをする。
【００５５】
次に、回路パターンが形成されたポリイミドフイルムをガラス基板から剥離する。レーザー、高圧水ジェットやカッターなどを用いて、剥離前に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イルムを切り分けておくことが、取り扱いが容易になることから好ましい。さらに、電子部品との接続の位置精度を保つために、ポリイミドフイルム上の回路パターンへ電子部品を接続後に、該ポリイミドフイルムをガラス基板から剥離することがさらに好ましい。電子部品との接続方法としては、例えば、ハンダ接続、異方導電性フイルムによる接続、金属共晶による接続、非導電性接着剤による接続、ワイヤーボンディング接続などが採用できる。
【００５６】
上述の例は、ポリイミドフイルムの貼り付け面側に金属層を設け、まず固定されていない可撓性フイルムの一方の面に回路パターンを形成した後、可撓性フイルムをガラス基板に貼り合わせてからもう一方の面の回路パターンを形成した例である。可撓性フイルムの両面に、高精細の回路パターンを形成する場合は、最初に回路パターンが形成される面の加工においても、ガラス基板に貼り合わせられていることが好ましい。この場合は、可撓性フイルムをガラス基板に貼り合わせて、サブトラクティブ法、セミアディティブ法やフルアディティブ法でガラス基板貼り合わせ面とは反対側の面に回路パターンを形成し、次いで別のガラス基板に、可撓性フイルムの回路形成面側を貼り合わせてから、最初のガラス基板を剥離し、もう一方の面に、サブトラクティブ法、セミアディティブ法やフルアディティブ法で回路パターンを形成し、その後、ガラス基板を剥離する方法が好ましく用いられる。
【００５７】
本発明の製造方法によって得られる回路基板、および補強板上に、紫外線硬化型有機物層、少なくとも紫外線硬化型有機物層に貼り合わせた面とは反対の面に配線回路が形成された可撓性フィルムをがこの順に積層された回路基板用部材は、電子部品接続や可撓性フィルム剥離工程を経て、電子機器の配線板、ＩＣパッケージ用インターポーザー、ウエハレベルプロバー、ウエハレベルバーンインソケット用基板などに好ましく使用される。回路パターンに抵抗素子や容量素子を入れ込むことは、適宜好ましく用いられる。
【００５８】
【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。なお、実施例においてヤング率は、ＪＩＳＲ１６０２によって求められる値とした。また、剥離力は、以下の方法で測定した。
【００５９】
＜剥離力測定方法＞
ポリイミドフイルムの剥離力の測定は次の方法で行なった。補強板上に形成した再剥離剤層上にポリイミドフイルムを貼り合わせた後、ポリイミドフイルムを１０ｍｍ幅に裁断した。ＴＭＩ社製「テンシロン」を用いて３００ｍｍ／分の剥離速度で１０ｍｍ幅のポリイミドフイルムを１８０゜方向に剥離するときの力を剥離力とした。
【００６０】
実施例１
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。
【００６１】
コンマコーターを用いて、ヤング率９３０ｋｇ／ｍｍ²、厚さ２５μｍ、幅３００ｍｍの長尺のポリイミドフイルム（”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。ポリイミドフイルムはロット違いのもの５点を用意した。
【００６２】
厚さ０．７ｍｍ、３００ｍｍ角のアルミノホウケイ酸塩ガラスに、ダイコーターで、紫外線硬化型有機物層として紫外線硬化型アクリル系の粘着剤”ＳＫダイン”ＳＷ−１１Ａ（綜研化学（株）製）と硬化剤Ｌ４５（綜研化学（株）製）を５０：１で混合したものをガラス基板に塗布し、８０℃で２分乾燥した。乾燥後の紫外線硬化型有機物層厚みを２０μｍとした。次いで、紫外線硬化型有機物層に、ポリエステルフイルム上に離型容易なシリコーン樹脂層を設けたフイルムからなる空気遮断用フイルムを貼り付けて（アルミノホウケイ酸塩ガラス／紫外線硬化型有機物層／シリコーン樹脂層／ポリエステルフイルムの構成）１週間、常温で静置した。
【００６３】
次に、空気遮断用フイルムを剥がしつつ、ガラス基板の紫外線硬化型有機物層が形成されている側にロール式ラミネーターでポリイミドフイルムを貼り付けた。その後、ガラス基板側から紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ²照射し、紫外線硬化型有機物層を硬化させた。
【００６４】
スパッタにて、厚さ５０ｎｍのクロム−ニッケル合金膜と厚さ１００ｎｍの銅膜をこの順に、貼り合わせ面とは反対側の面に設けられた接着剤層上に積層した。続いて、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。次に、フォトレジストをフォトマスクを介して露光後、該フォトレジストを現像して、メッキ膜が不要な部分に厚さ１０μｍの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、線幅１０μｍで、ピッチが５００μｍの格子状パターンとした。現像後、１２０℃で１０分間ポストベークした。次いで、銅膜を電極として電解メッキをおこなった。電解メッキ液は、硫酸銅メッキ液とした。厚さ６μｍの銅メッキ膜を形成後、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、格子状パターンを得た。
【００６５】
ソルダーレジスト層として、ＮＰＲ−９０と硬化剤（日本ポリテックス（株）製）を１００：４３で混合したものを、格子状パターンが形成されたポリイミドフイルム上の中央部の１９０ｍｍ×１９０ｍｍの領域に、テスト用パターンとしてスクリーン印刷で塗布し、７０℃で３０分間乾燥した。次に、テスト用のソルダーレジスト層に紫外線を６００ｍＪ／ｃｍ²照射し、１５０℃で３０分間キュアすることで熱硬化した。
【００６６】
測長機ＳＭＩＣ−８００（ソキア（株）製）にて、交差する金属膜線の中心線が交わる点として、該格子状パターンの交点の位置を測定した。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、ロット違いポリイミドフイルム５点ともフォトマスクパターンに対して±５μｍ以内にあり、非常に良好であった。
【００６７】
基板からのポリイミドフイルムの剥離力は２ｇ／ｃｍであった。また、ポリイミドフイルムを剥離するときの剥離力Ａ（ｇ／ｃｍ）と、ポリイミドフイルムの厚みの逆数Ｂ（μｍ^-1）と、ポリイミドフイルムのヤング率の逆数Ｃ（ｍｍ²／ｋｇ）との積Ａ・Ｂ・Ｃ（以下、Ａ・Ｂ・Ｃはこれらの積を示す。）は８．６０×１０^-5であった。回路パターン形成中にポリイミドフイルムが紫外線硬化型有機物層から剥離することはなかった。次に、端部から徐々にポリイミドフイルムをガラス基板から剥離した。ポリイミドフイルムは、紫外線硬化型有機物層との界面で剥離し、カールすることはなかった。
【００６８】
剥離したポリイミドフイルム上の格子状パターンを測長機ＳＭＩＣ−８００（ソキア（株）製）にて、交差する金属膜線の中心線が交わる点として、前述し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、ロット違いポリイミドフイルム５点ともフォトマスクパターンに対して±５μｍ以内にあり、非常に良好であった。また、基板から剥離したポリイミドフイルムの平坦性を目視で観察したところ、非常に良好であった。
【００６９】
比較例１
紫外線硬化型有機物層を硬化させる工程を、回路パターン形成後、すなわち、ソルダーレジスト塗布前に行う工程順序に変更したこと以外は実施例１と同様の方法でポリイミドフイルム上に格子状パターンを得た。
【００７０】
ポリイミドフイルムの剥離力は４０ｇ／ｃｍであった。また、Ａ・Ｂ・Ｃは１．７２×１０^-3であった。回路パターン形成中にポリイミドフイルムが紫外線硬化型有機物層から剥離することはなかった。しかし、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分間乾燥する工程で、紫外線硬化型有機物層の一部が発泡すると共にに白く変質した部分があった。白く変質した部分は、ソルダーレジスト塗布前に紫外線を照射しても剥離力が低下せずに、ガラス基板からポリイミドフイルムを剥離する際にポリイミドフイルム側に転写し、剥離力が高くなりすぎる原因となった。さらに、発泡した部分は、ガラス基板からポリイミドフイルムを剥離した際に、ポリイミドフイルムに凹凸として残り、ポリイミドフイルムの平坦性が損なわれた。また、ガラス基板から剥離したポリイミドフイルムは少しカールした。
【００７１】
測長機ＳＭＩＣ−８００（ソキア（株）製）にて、交差する金属膜線の中心線が交わる点として該格子状金属パターンの交点の位置を測定した。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、ウエット工程でポリイミドフイルムをガラス基板に貼り付けている紫外線硬化型有機物層が硬化していないために、該紫外線硬化型有機物層が膨潤して、フォトマスクパターンに対して基板外側に向かって８０μｍ歪んだものがあった。２００μｍピッチ以上の比較的粗い加工でも問題になるレベルであった。
【００７２】
比較例２
紫外線硬化型有機物層を硬化させる工程を、回路パターン形成後、ここでは、ソルダーレジスト層を形成後に行う工程順序に変更したこと以外は実施例１と同様の方法でポリイミドフイルム上に格子状パターンを得た。
【００７３】
ソルダーレジストを１５０℃で３０分間キュアする工程で、紫外線硬化型有機物層が白く島状に変質した。さらに、島状に変質した部分の輪郭に沿って紫外線硬化型有機物層の層厚みが増し、紫外線硬化型有機物層に貼り付けたポリイミドフイルムの平坦性が損なわれた。また、ソルダーレジストを１５０℃で３０分間キュアした後にガラス基板側から紫外線を照射しても剥離力は低下せずに、ポリイミドフイルムは、紫外線硬化型有機物層と完全に密着し、紫外線硬化型有機物層から剥離することができなかった。
【００７４】
実施例２
厚さ０．７ｍｍ、３００ｍｍ角のアルミノホウケイ酸塩ガラスにダイコーターで、紫外線硬化型有機物層として紫外線硬化型アクリル系の粘着剤”ＳＫダイン”ＳＷ−２２（綜研化学（株）製）と硬化剤Ｌ４５（綜研化学（株）製）を５０：１で混合したものを塗布し、８０℃で２分乾燥した。乾燥後の粘着剤厚みを２μｍとした。次いで、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、粘着剤層に貼り付けて１週間常温で静置した。
【００７５】
厚さ５０ｎｍのクロム：ニッケル＝２０：８０の合金膜と厚さ１００ｎｍの銅膜がスパッタ法にて積層された厚さ２５μｍの長尺のポリイミドフィルム（”カプトン”１００ＥＮ、東レデュポン（株）製）を準備した。
【００７６】
上記した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ガラスから剥がしつつ、粘着層が形成されているガラスにロール式ラミネーターで、上記した銅膜が積層され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。ロール式ラミネーターは、ガラス基板側をゴムロール、ポリイミドフィルム側を金属ロールとし、二つのロール間には、被ラミネート物が通過していない時でも、ガラス基板の厚みに応じたオフセットを設けた。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。
【００７７】
次いで、該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。紫外線硬化型有機物層に発泡等の劣化は発生しなかった。続いて、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４００個の接続パッド（幅２０μｍ、長さ２００μｍ）を１．５ｍｍの間隔で２列並行に設けたものを１ユニットとして、これを３００ｍｍ角の基板上に４０ｍｍピッチで７行×７列に均等配置したものとした。測長用として、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）にマーカーをテスト用フォトマスクに設けた。
【００７８】
次いで、銅膜を電極として厚さ５μｍの銅層を電解めっきで形成した。電解めっき液は、硫酸銅めっき液とした。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、過酸化水素−硫酸系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た。引き続き、銅めっき膜上に、無電解めっきで厚さ０．４μｍの錫層を形成し、回路パターンを得た。ソルダーレジスト層としてＣＣＲ−２３２ＧＦ（アサヒ化学研究所（株）製）を用い、スクリーン印刷によって、接続パッドを形成した部分を除いて塗布し、１３０℃で１０分間キュアした。紫外線硬化型有機物層に発泡等の劣化は発生しなかった。また、回路パターン作製中にポリイミドフィルムが剥離してくることはなかった。
【００７９】
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。
【００８０】
次に、ガラス基板側から、紫外線を１Ｊ／ｃｍ²照射し、紫外線硬化型有機物層を硬化させた。
【００８１】
５０μｍピッチで一列４００個の金めっきバンプを１．５ｍｍ間隔を置いて２列配置したモデルＩＣチップを、チップ側から３００℃に加熱しつつ、フリップチップボンダーを用いて、回路パターン上の接続パッドと金属接合した。１バンプあたりの圧力を３０ｇとし、接合時間を３秒とした。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。接続部の断面を切り出し、電子顕微鏡で観察したところ、バンプの沈み込みは３μｍであり、配線回路の信頼性に全く問題ない範囲であった。次いで、ポリイミドフィルムの一端を真空吸着し、端部から徐々にガラス基板から剥離した。
【００８２】
比較例３
実施例２と同様にして、ポリイミドフィルム上に回路パターンとソルダーレジストを設けた。モデルＩＣチップの接合前に、紫外線を照射して紫外線硬化型有機物層を硬化させなかったこと以外は、実施例１と同様にして、モデルＩＣチップを回路パターンに接合した。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が、接続部の断面を切り出し、電子顕微鏡で観察したところ、紫外線硬化型有機物層の膨張または気体発生による膨れのために、バンプの沈み込みは７μｍあり、配線回路の信頼性に注意が必要であった。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、回路パターンを形成する前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射することで、紫外線硬化型有機物層の耐熱性と耐薬品性を向上させ、加工工程での熱処理プロセス、湿式プロセスによる膨張と収縮、あるいは引っ張りや捻れなどの外力による可撓性フイルムの変形を抑制して、より設計値に近い微細加工を可能とし、少なくとも片面に特に高精度な回路パターンを形成した回路基板を製造することができる。特に、ＩＣなどの電子部品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精度に係わる位置精度の改善に効果が大きい。
【００８４】
また、本発明の別の態様では、ＩＣなどの電子部品接続前に紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射することで、電子部品接合時の高温高圧での回路基板の変形を小さくし、配線回路の信頼性を確保することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit board manufacturing method and a circuit board member using a flexible film having a highly accurate circuit pattern and excellent in productivity.
[0002]
[Prior art]
As electronics products become lighter and smaller, printed circuit board patterning needs to be highly accurate. Among them, the demand for flexible film substrates is increasing because three-dimensional wiring is possible due to its flexibility and it is suitable for downsizing of electronic products. For example, TAB (Tape Automated Bonding) technology used for IC connection to a liquid crystal display panel can obtain a fine pattern of the highest level as a resin substrate by processing a relatively narrow wide polyimide film substrate. However, the progress of miniaturization is approaching the limit. For miniaturization, there are an index represented by a line width and a space width between lines, and an index represented by a position of a pattern on a substrate. The latter index, so-called positional accuracy, is related to the alignment of the electrode pad and the circuit board pattern when connecting the circuit board and the electronic component such as an IC, and the required accuracy is severe as the number of pins of the IC increases. It has become to.
[0003]
In view of the above positional accuracy, the flexible film substrate processing is becoming difficult to improve. Circuit board processing includes heat treatment processes such as drying and curing, and wet processes such as etching and development, and the flexible film repeatedly expands and contracts. The hysteresis at this time causes displacement of the circuit pattern on the substrate. In addition, when there are a plurality of processes that need alignment, if there is expansion or contraction between these processes, positional deviation occurs between the formed patterns. Deformation due to expansion and contraction of the flexible film has an even greater effect in the case of an FPC (Flexible Printing Circuit) in which processing is performed with a relatively large substrate size. Further, the positional shift is caused by an external force such as pulling or twisting, and special attention is required when a thin substrate is used to increase flexibility.
[0004]
On the other hand, an organic or inorganic hard plate is bonded to a flexible film to form a circuit pattern through an ultraviolet curable organic material layer to increase the overall strength, thereby suppressing deformation due to external force. (For example, refer to Patent Document 1).
[0005]
However, when an organic hard plate is used, the circuit pattern misalignment due to the expansion and contraction hysteresis of the flexible film is not greatly reduced.
[0006]
The circuit pattern formation process includes wet processes such as cleaning, plating, resist coating, and etching, and heating processes such as drying and baking. However, UV curable organic substances generally undergo crosslinking by UV irradiation. Adhesive strength is reduced, and water resistance, solvent resistance, and heat resistance are often insufficient before crosslinking. Thus, improving the water resistance, solvent resistance, and heat resistance of the ultraviolet curable organic layer is problematic because it may be accompanied by a decrease in other properties such as an increase in the amount of ultraviolet irradiation.
[0007]
Furthermore, as circuit patterns become finer, positional accuracy is equally important not only for the stability of the substrate during the circuit pattern processing process, but also for the suppression of dimensional changes due to temperature and humidity from the time the circuit board is manufactured to the connection of the electronic components. It is becoming. However, in the method of Patent Document 1, since the reinforcing plate is peeled off after the circuit board is manufactured, there is no guarantee for maintaining the positional accuracy from the circuit board manufacturing to the connection of the electronic components.
[0008]
In general, the joining process of electronic components is a process at a higher temperature than the circuit pattern processing process, and the heat resistance required for the ultraviolet curable organic material layer is higher.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-60-57697 (page 1-3)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a method capable of stably producing a highly accurate flexible film circuit board.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object of the present invention, the present invention comprises the following constitution.
( 1 ) A reinforcing plate is bonded to one side of the flexible film via an ultraviolet curable organic layer, and then a circuit pattern is formed on the other side of the flexible film, and then the flexible film with a circuit pattern is reinforced. In the manufacturing method of the circuit board that peels from the board, The circuit pattern forming step includes a wet step, and the ultraviolet curable organic layer is irradiated with ultraviolet rays before the wet step. Times A method for manufacturing a road substrate.
( 2 ) A reinforcing plate is bonded to one side of the flexible film via an ultraviolet curable organic layer, and then a circuit pattern is formed on the other side of the flexible film, and then the flexible film with a circuit pattern is reinforced. In the manufacturing method of the circuit board that peels from the board, The step of forming a circuit pattern has a heating step, and the ultraviolet curable organic layer is irradiated with ultraviolet rays before the heating step. Times A method for manufacturing a road substrate.
( 3 ) A reinforcing plate is bonded to one side of the flexible film via an ultraviolet curable organic layer, then a circuit pattern is formed on the other side of the flexible film, and an electronic component is further formed on the circuit pattern. In the method of manufacturing a circuit board in which the flexible film with the electronic component and the circuit pattern is peeled from the reinforcing plate after bonding, the electronic component is placed on the circuit pattern. Under high temperature and high pressure conditions A method of manufacturing a circuit board, comprising irradiating an ultraviolet curable organic layer with ultraviolet rays before the bonding step.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the flexible film is a plastic film, and it is important that the film has a heat resistance sufficient to withstand a thermal process in a circuit pattern manufacturing process and electronic component mounting, such as polycarbonate, polyether sulfide, Films such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyphenylene sulfide, polyimide, polyamide, and liquid crystal polymer can be used. Among these, a polyimide film is preferably used because it is excellent in heat resistance and chemical resistance. In addition, a liquid crystal polymer is preferably used because it has excellent electrical characteristics such as low dielectric loss. It is also possible to employ a flexible glass fiber reinforced resin plate. Examples of the resin for the glass fiber reinforced resin plate include epoxy, polyphenylene sulfide, polyphenylene ether, maleimide, polyamide, and polyimide.
[0013]
The thickness of the flexible film is preferably thin in order to reduce the weight and size of electronic devices, or to form fine via holes. On the other hand, to ensure mechanical strength and maintain flatness. From the viewpoint that the thicker one is preferable, the range of 4 to 125 μm is preferable.
[0014]
In the present invention, the method for forming the circuit pattern is not particularly limited. For example, the circuit pattern can be formed by attaching a metal foil such as a copper foil with an adhesive layer, or by sputtering, plating, or a combination thereof. be able to. Alternatively, a flexible film with a metal layer can be obtained by coating, drying, and curing a raw film resin or a precursor thereof on a metal foil such as copper.
[0015]
The substrate used as the reinforcing plate in the present invention includes inorganic glasses such as soda lime glass, borosilicate glass, and quartz glass, metals such as invar alloy, stainless steel, and titanium, ceramics and glass such as alumina, zirconia, and silicon nitride. A fiber-reinforced resin plate can be used. Both are preferable because of their low linear expansion coefficient and hygroscopic expansion coefficient, but they are excellent in heat resistance and chemical resistance in the circuit pattern manufacturing process, and are easy to obtain inexpensively because of their large area and high surface smoothness. A substrate made of inorganic glass is preferable in that it is difficult to be plastically deformed.
[0016]
The reinforcing plate and the flexible film are bonded together via an ultraviolet curable organic material layer. Therefore, a reinforcing plate that transmits ultraviolet rays is desirable, and inorganic glass is also preferable in this respect. Among them, borosilicate glass represented by aluminoborosilicate glass is particularly preferable because of its high elastic modulus and low thermal expansion coefficient.
[0017]
When a metal or glass fiber reinforced resin is used for the reinforcing plate, it can be manufactured as a long continuous body, but the method for manufacturing a circuit board of the present invention should be a single wafer type because it is easy to ensure positional accuracy. Is preferred. A sheet means a state where it is handled as an individual sheet, not a long continuous body.
[0018]
If the glass substrate used for the reinforcing plate has a small Young's modulus or a small thickness, the expansion / contraction force of the flexible film increases warping and twisting, and the glass substrate breaks when vacuum-adsorbed on a flat stage. Sometimes. Further, the flexible film is deformed by vacuum adsorption / desorption, and it is difficult to ensure the positional accuracy. On the other hand, when the glass substrate is thick, the flatness may deteriorate due to uneven thickness, and the exposure accuracy tends to deteriorate. In addition, the load increases during handling by a robot or the like, which makes it difficult to handle quickly and causes a decrease in productivity, and also tends to increase the transportation cost. From this point, the Young's modulus of the glass substrate used for the reinforcing plate (kg / mm ² ) And the cube of thickness (mm) is preferably in the range of 850 kg · mm to 860000 kg · mm, more preferably in the range of 1500 kg · mm to 190000 kg · mm, and more preferably 2400 kg · mm. A range of 110,000 kg · mm or less is particularly preferable. The Young's modulus of the glass substrate is a value determined according to JIS R1602.
[0019]
When a metal substrate is used for the reinforcing plate, if the Young's modulus of the metal substrate is small or the thickness is thin, the warp and twist of the metal substrate increase due to the expansion force and contraction force of the flexible film, and vacuum suction is performed on a flat stage. It becomes impossible to maintain the positional accuracy because the flexible film is deformed due to the warp or twist of the metal substrate. Further, if the metal substrate is bent, it becomes a defective product at that time. On the other hand, when the metal substrate is thick, the flatness may be deteriorated due to uneven thickness, and the exposure accuracy is deteriorated. In addition, the load is increased during handling by a robot or the like, which makes it difficult to handle quickly and causes a decrease in productivity, and also increases the transportation cost. From this point, the Young's modulus (kg / mm) of the metal substrate used as the reinforcing plate ² ) And the cube of thickness (mm) is preferably in the range of 2 kg · mm to 162560 kg · mm, more preferably in the range of 10 kg · mm to 30000 kg · mm, more preferably 15 kg · mm. The range of 20500 kg · mm or less is particularly preferable.
[0020]
The ultraviolet curable organic material constituting the ultraviolet curable organic layer used in the present invention is not particularly limited, but preferably the crosslinking proceeds by ultraviolet irradiation to reduce the adhesive force and adhesive strength. Further, the ultraviolet curable organic material layer needs to be peelable after being irradiated with ultraviolet rays. As an example of such an ultraviolet curable organic material, an adhesive called an acrylic or urethane ultraviolet curable re-peeling adhesive can be mentioned. Moreover, what is called the bridge | crosslinking type | mold which mixes the main ingredient of an adhesive agent or an adhesive, and a hardening | curing agent is preferable from the viewpoint of being excellent in productivity, since expression of adhesive force and adhesive force is quick.
[0021]
In the present invention, the step of irradiating ultraviolet rays is before the step of forming the circuit pattern after the reinforcing plate and the flexible film substrate are bonded together. The UV curable organic layer is often insufficient in water resistance and heat resistance, and when there is a wet process or a heating process in the circuit pattern forming process, it often causes problems such as swelling and foaming, and the positional accuracy is high. This is because it cannot be ensured or the flatness is impaired. Moreover, the peeling force of a reinforcement board and a flexible film board | substrate may increase, and the positional accuracy of a flexible film may be impaired at the time of peeling.
[0022]
Here, the wet process is a resist development process, a plating process, an etching process, a cleaning process, or the like. By irradiating with ultraviolet rays before the wet process, swelling due to water absorption of the ultraviolet curable organic layer by a wet process can be suppressed.
[0023]
The heating process is a photoresist baking, a solder resist baking or the like. The step of irradiating with ultraviolet rays is preferably before the heating step. By irradiating ultraviolet rays before the heating process, the ultraviolet reaction site of the ultraviolet curable organic layer is destroyed in the heating process, and the ultraviolet curable organic layer is foamed or deteriorated and the flatness is lost. Can be prevented from becoming difficult to peel off.
[0024]
As a method for connecting an electronic component such as an IC and a circuit board, for example, a metal layer such as tin, gold, or solder formed on the connection portion of the circuit board and a gold or solder formed on the connection portion of the electronic component is used. A method in which a metal layer is bonded by thermocompression bonding, a metal layer such as tin, gold, or solder at a connection portion of a circuit board and a metal layer such as gold or solder formed at a connection portion of an electronic component while being bonded. There is a method in which an anisotropic conductive adhesive or non-conductive adhesive disposed between a substrate and an electronic component is cured and mechanically joined. The temperature at the time of connection is usually as high as 200 to 400 ° C., and the pressure is also high. Depending on the skeleton of the main component of the UV-curable organic layer and the type and amount of the crosslinking agent contained in the UV-curable organic layer, it is possible to have some water resistance and heat resistance even before UV curing. It may be difficult to provide heat resistance sufficient to withstand the connection between the electronic component and the circuit pattern as described above.
[0025]
Therefore, another embodiment of the present invention provides a step of irradiating the ultraviolet curable organic layer with ultraviolet rays before the electronic component connecting step. Insufficient resistance to high temperature and high pressure when bonding electronic components and circuit patterns, the circuit pattern may be deformed by the foaming or expansion of the UV curable organic layer, or the UV curable organic layer may be adhered by subsequent UV irradiation. This is because the force may not be sufficiently reduced.
[0026]
The deformation in the thickness direction of the circuit pattern under and near the convex bonding electrodes (bumps) provided in the electronic component is preferably 6 μm or less in order to ensure the reliability of the wiring circuit, and is 3 μm or less. More preferably it is.
[0027]
The UV curable organic material layer used in the present invention has a sufficient adhesive force during flexible film processing, can be easily peeled off at the time of peeling, and does not cause distortion in the flexible film substrate. It is preferable that it is adhesive strength of.
[0028]
In the present invention, the peeling force is measured by the 180 ° peel strength when peeling a 1 cm wide flexible film bonded to a reinforcing plate via an ultraviolet curable organic material layer. Here, the peeling speed when measuring the peeling force was 300 mm / min. The peeling force measuring device is not particularly limited, and Tensilon generally used for measuring mechanical strength and elongation can be suitably employed. Here, the weak adhesion region refers to a range in which the peel force measured under the above conditions is from 0.1 g / cm to 100 g / cm.
[0029]
In order to control the adhesive strength of the ultraviolet curable organic layer to a weakly adhesive region, by increasing the molecular weight of one or both of the main agent and the curing agent of the adhesive or the adhesive used as the ultraviolet curable organic material, It is effective to reduce the fluidity and control the anchoring property of the adhesive or the pressure-sensitive adhesive to the flexible film. Furthermore, in order to improve heat resistance, it is preferable to increase the molecular weight of one or both of the main agent and the curing agent of the adhesive or pressure-sensitive adhesive. In addition, in order to control the adhesive strength of the adhesive or pressure-sensitive adhesive to a weak pressure-sensitive area, it is possible to increase the number of cross-linking sites with the curing agent by increasing the number of functional groups introduced into the molecular chain of the main agent of the adhesive or pressure-sensitive adhesive. It is valid. Furthermore, the peeling force can be adjusted by changing the mixing ratio of the main agent and the curing agent. In addition, in order to control the adhesive strength of the UV-curable organic layer to a weakly adhesive area, the thickness of the adhesive or pressure-sensitive adhesive is optimized as a method for controlling the anchoring property of the adhesive or pressure-sensitive adhesive to a flexible film. This method can be easily performed and is an effective method.
[0030]
If the thickness of the ultraviolet curable organic material layer is too small, the uniformity tends to decrease. Therefore, the thickness is preferably 0.1 μm or more, and more preferably 0.3 μm or more. On the other hand, if the thickness of the ultraviolet curable organic layer is too large, the anchoring property to the flexible film is improved and the adhesive force tends to be too large. Therefore, the thickness is preferably 20 μm or less, and preferably 10 μm or less. More preferably.
[0031]
In addition, when an electronic component is bonded to a circuit pattern on a flexible film fixed on a reinforcing plate via an ultraviolet curable organic material layer, if the ultraviolet curable organic material layer is thick, Since the deformation tends to increase, the thickness of the ultraviolet curable organic layer is preferably 5 μm or less.
[0032]
If the peeling force when peeling the flexible film from the reinforcing plate is too low, the flexible film may peel from the ultraviolet curable organic layer during circuit pattern formation. On the other hand, if the peeling force is too high, the flexible film may be deformed or curled. Further, as the thickness of the flexible film becomes thinner, the peeled flexible film is likely to be deformed or curled. Furthermore, as the Young's modulus of the flexible film becomes smaller, the flexible film after peeling becomes easier to deform or curl. From these points, in the present invention, the peeling force A (g / cm) when peeling the flexible film and the reciprocal number B (μm) of the thickness of the flexible film. ^-1 ) And the reciprocal C (mm) of the Young's modulus of the flexible film ² / Kg) product A · B · C is 4.3 × 10 ^-6 4.3 × 10 or more ^-3 The following range is preferable, and 8.6 × 10 ^-6 8.6 × 10 or more ^-Four The following range is more preferable, and 2.15 × 10 ^-Five 5.16 × 10 ^-Four The following range is particularly preferable.
[0033]
The peeling interface may be either the interface between the reinforcing plate and the UV curable organic material layer or the UV curable organic material layer and the flexible film, but the process of removing the UV curable organic material layer from the flexible film. Therefore, it is preferable to peel off at the interface between the ultraviolet curable organic material layer and the flexible film.
[0034]
In order to improve the adhesive force between the reinforcing plate and the ultraviolet curable organic material layer, the reinforcing plate may be subjected to a primer treatment such as application of a silane coupling agent. In addition to the primer treatment, cleaning by ultraviolet treatment, ultraviolet ozone treatment, etc., surface roughening treatment such as chemical etching treatment, sand blast treatment or fine particle dispersion layer formation is also preferably used.
[0035]
In the flexible film used in the present invention, a circuit pattern may be formed on one surface which is a pasting surface prior to pasting with the reinforcing plate. In this case, it is preferable to form an alignment mark with the circuit pattern formed on the other surface simultaneously with the pattern formation. In order to make use of the high definition of the high definition pattern formed on the surface opposite to the bonding surface, it is very effective in producing a high definition pattern by providing an alignment mark. The alignment mark reading method is not particularly limited, and for example, an optical method, an electrical method, or the like can be used. The alignment mark can also be used for alignment when the flexible film is bonded to the reinforcing plate. The shape of the alignment mark is not particularly limited, and a shape generally used in an exposure machine or the like can be suitably used.
[0036]
After the flexible film is attached to the reinforcing plate, the circuit pattern formed on the surface opposite to the attaching surface of the flexible film is not deformed by the reinforcing plate and the metal layer during processing. In particular, a highly accurate pattern can be formed.
[0037]
According to the present invention, it is possible to easily provide a circuit board with double-sided wiring in which a particularly fine pattern is formed on one side. Advantages of using double-sided wiring include crossover through through-holes, increasing the degree of freedom in wiring design, and LSI that operates at high speed by propagating the ground potential to the vicinity of the required location with thick wiring In addition, the power supply potential can be propagated to the vicinity of the necessary location with thick wiring as well. This is very important as the LSI speeds up and the number of pins is increased due to the increased functionality.
[0038]
Furthermore, in the present invention, it is possible to use a reinforcing plate when processing both sides of a flexible film, and to form a pattern with particularly high precision on both sides. For example, the first reinforcing plate and the second surface of the flexible film are bonded together via an ultraviolet curable organic layer, and a circuit pattern is formed on the first surface of the flexible film. After the first surface and the second reinforcing plate are bonded to each other through the ultraviolet curable organic material layer, the flexible film is peeled off from the first reinforcing plate, and then the circuit is formed on the second surface of the flexible film. There is a method of peeling the flexible film from the second reinforcing plate after forming the pattern, and high-precision circuit pattern processing can be realized on both sides.
[0039]
An example of the method for producing a circuit board of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to this.
[0040]
A silane coupling agent is applied to an aluminoborosilicate glass having a thickness of 0.7 mm using a spin coater, blade coater, roll coater, bar coater, die coater, screen printer or the like. In order to uniformly apply a thin film of a silane coupling agent having a relatively low viscosity to a single-wafer substrate that is intermittently sent, it is preferable to use a spin coater. After application of the silane coupling agent, drying is performed by heat drying or vacuum drying to obtain a silane coupling agent layer having a thickness of 20 nm.
[0041]
Next, an ultraviolet curable re-peeling adhesive is applied on the silane coupling agent layer with a spin coater, blade coater, roll coater, bar coater, die coater, screen printer or the like. The use of a die coater is preferable in order to uniformly apply a relatively high-viscosity adhesive to the intermittently fed single wafer substrate. After applying the UV curable re-peeling adhesive, it is dried by heat drying or vacuum drying to obtain an UV curable organic layer having a thickness of 20 μm. An air-blocking film having a silicone resin layer provided on a polyester film is affixed to the ultraviolet curable organic layer and aged for one week. Instead of laminating an air blocking film, it can be stored in a nitrogen atmosphere or in a vacuum. It is also possible to apply an ultraviolet curable organic layer to a long film substrate, dry it, and then transfer it to a single wafer substrate.
[0042]
In the present invention, the ultraviolet curable organic material layer may be initially formed on the flexible film side, may be formed on the reinforcing plate side, or may be formed on both. In order to control the ease of formation and the peeling interface to be a flexible film and an ultraviolet curable organic material layer, it is preferably formed on the reinforcing plate side.
[0043]
Next, the air blocking film is peeled off, and a polyimide film is attached. The thickness of the polyimide film is preferably in the range of 4 μm to 125 μm. As described above, a metal layer may be formed in advance on one side or both sides of the polyimide film. It is preferable to provide a metal layer on the side of the polyimide film on which the reinforcing plate is attached because it can be used as a ground layer for shielding electromagnetic waves. The polyimide film may be pasted in a cut sheet of a predetermined size, or may be pasted and cut while being unwound from a long roll. A roll-type laminator or a vacuum laminator can be used for such a pasting operation.
[0044]
After the polyimide film is attached to the glass substrate, the ultraviolet curable organic layer is irradiated with ultraviolet rays to cause crosslinking.
[0045]
When the metal layer is not provided in advance on the surface opposite to the bonding surface of the polyimide film, the metal layer can be formed by a full additive method or a semi-additive method.
[0046]
The full additive method is, for example, the following process. The surface on which the metal layer is to be formed is treated with a catalyst such as palladium, nickel or chromium and dried. The catalyst referred to here does not act as a nucleus for plating growth as it is, but it becomes a nucleus for plating growth by activation treatment. Next, the photoresist is applied by a spin coater, a blade coater, a roll coater, a bar coater, a die coater, a screen printer or the like, and dried. The photoresist is exposed and developed through a photomask having a predetermined pattern to form a resist layer in a portion where a plating film is unnecessary. Thereafter, after activating the catalyst, the polyimide film is immersed in an electroless plating solution composed of a combination of copper sulfate and formaldehyde to form a copper plating film having a thickness of 2 μm to 20 μm. Get.
[0047]
The semi-additive method is, for example, the following process. On the surface on which the metal layer is to be formed, chromium, nickel, copper or an alloy thereof is sputtered to form an underlayer. The thickness of the underlayer is usually in the range of 1 nm to 1000 nm. It is preferable to stack a copper sputtered film on the underlayer from 50 nm to 3000 nm in order to ensure sufficient conduction for subsequent electrolytic plating, improve the adhesion of the metal layer, and prevent pinhole defects. Prior to the formation of the underlayer, plasma treatment, reverse sputtering treatment, primer layer coating, and adhesive layer coating are suitably used to improve the adhesive strength on the polyimide film surface. Among them, the application of an adhesive layer such as epoxy resin, acrylic resin, polyamide resin, polyimide resin, and NBR is preferable because it has a great effect of improving the adhesive force. These treatments and application may be performed before the glass substrate is pasted, or may be performed after the glass substrate is pasted. It is preferable that continuous processing is performed roll-to-roll with respect to a long polyimide film before the glass substrate is attached in order to improve productivity. A photoresist is applied onto the underlayer thus formed by a spin coater, blade coater, roll coater, die coater, screen printer, or the like and dried. The photoresist is exposed and developed through a photomask having a predetermined pattern to form a resist layer in a portion where a plating film is unnecessary. Next, electrolytic plating is performed using the underlying layer as an electrode. As the electrolytic plating solution, a copper sulfate plating solution, a copper cyanide plating solution, a copper pyrophosphate plating solution, or the like is used. After forming a copper plating film with a thickness of 2 μm to 20 μm, the photoresist is peeled off, and then the underlying layer is removed by a light etching, and further, plating with gold, nickel, tin, etc. is performed as necessary. Get.
[0048]
After the air blocking film on the glass substrate is peeled off, the surface on which the circuit pattern is formed is used as a bonding surface, and after the polyimide film is attached to the glass substrate, the above-described semi-additive method, full-additive method, or subtractive method is used. By using this method, a high-definition circuit pattern is formed on the surface opposite to the bonding surface.
[0049]
The subtractive method is a method in which a circuit pattern is formed using a photoresist and an etching solution when a solid metal layer is formed on a polyimide film, and the manufacturing process is short and the cost is low. .
[0050]
In particular, in order to obtain a high-definition circuit pattern, it is preferable to employ a semi-additive method or a full additive method.
[0051]
Furthermore, a connection hole can be provided in the polyimide film. That is, it is possible to provide a via hole for electrical connection with the metal layer provided on the bonding surface side with the glass substrate, or to provide a ball mounting hole for the ball grid array. As a method for providing the connection hole, laser drilling such as a carbon dioxide laser, YAG laser, or excimer laser, or chemical etching can be employed. In the case of employing laser etching, it is preferable that a metal layer is present on the glass film attachment surface side of the polyimide film as an etching stopper layer.
[0052]
As the chemical etching solution for the polyimide film, hydrazine, potassium hydroxide aqueous solution, or the like can be used. Further, a patterned photoresist or a metal layer can be employed as the chemical etching mask. When electrical connection is made, it is preferable that after the connection hole is formed, the inner surface of the hole is made into a conductor by plating at the same time as the formation of the metal layer pattern. The diameter of the connection hole for electrical connection is preferably 15 μm to 200 μm. The hole for installing the ball preferably has a diameter of 80 μm to 800 μm.
[0053]
Although the timing for forming the connection holes is not limited, it is preferable to form the connection holes from the opposite side of the polyimide film bonding surface after the polyimide film is bonded to the glass substrate.
[0054]
If necessary, a solder resist film is formed on the circuit pattern. For fine circuit patterns, it is preferable to use a photosensitive solder resist. A photosensitive solder resist is applied onto the circuit pattern with a spin coater, blade coater, roll coater, bar coater, die coater, screen printing machine, etc., dried, and then exposed to ultraviolet rays through a predetermined photomask and developed. Thus, a solder resist pattern is obtained. Next, curing is performed at 100 ° C. to 200 ° C.
[0055]
Next, the polyimide film on which the circuit pattern is formed is peeled from the glass substrate. It is preferable to use a laser, a high-pressure water jet, a cutter, or the like to cut the polyimide film with a circuit pattern into individual pieces or an assembly of individual pieces before peeling because the handling becomes easy. Furthermore, in order to maintain the positional accuracy of the connection with the electronic component, it is more preferable to peel off the polyimide film from the glass substrate after connecting the electronic component to the circuit pattern on the polyimide film. As a connection method with an electronic component, for example, solder connection, connection by anisotropic conductive film, connection by metal eutectic, connection by non-conductive adhesive, wire bonding connection, etc. can be adopted.
[0056]
In the above example, a metal layer is provided on the side of the polyimide film to be bonded, a circuit pattern is first formed on one surface of the flexible film that is not fixed, and then the flexible film is bonded to the glass substrate. To the other side of the circuit pattern. In the case of forming a high-definition circuit pattern on both surfaces of the flexible film, it is preferable that the surface of the surface on which the circuit pattern is first formed is bonded to the glass substrate. In this case, a flexible film is bonded to a glass substrate, a circuit pattern is formed on the surface opposite to the glass substrate bonding surface by a subtractive method, a semi-additive method or a full additive method, and then another glass After the circuit formation surface side of the flexible film is bonded to the substrate, the first glass substrate is peeled off, and the circuit pattern is formed on the other surface by a subtractive method, a semi-additive method or a full additive method, Thereafter, a method of peeling the glass substrate is preferably used.
[0057]
A flexible film in which a wiring circuit is formed on a surface opposite to a surface bonded to an ultraviolet curable organic layer, at least an ultraviolet curable organic layer, on a circuit board and a reinforcing plate obtained by the manufacturing method of the present invention The circuit board members stacked in this order are subjected to electronic component connection and flexible film peeling processes, and are used for electronic device wiring boards, IC package interposers, wafer level probers, wafer level burn-in socket boards, etc. Are preferably used. It is preferable to use a resistor element or a capacitor element in the circuit pattern as appropriate.
[0058]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, the Young's modulus was a value determined according to JIS R1602. Moreover, peeling force was measured with the following method.
[0059]
<Peeling force measurement method>
The peeling force of the polyimide film was measured by the following method. After bonding a polyimide film on the re-release agent layer formed on the reinforcing plate, the polyimide film was cut into a width of 10 mm. The force for peeling a 10 mm wide polyimide film in the 180 ° direction at a peeling speed of 300 mm / min using “Tensilon” manufactured by TMI was defined as the peeling force.
[0060]
Example 1
An adhesive for improving the adhesion of the metal layer was prepared as follows. The inside of the flask was replaced with a nitrogen atmosphere, 228 parts by weight of N, N-dimethylacetamide was added, and 19.88 parts by weight of 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-bis (3-aminopropyl) disiloxane Was dissolved. Next, 25.76 parts by weight of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride was added, and the mixture was stirred at 10 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. Then, it was made to react, stirring at 50 degreeC for 3 hours, and the adhesive agent which consists of a polyimide precursor varnish was obtained.
[0061]
Using a comma coater, Young's modulus is 930 kg / mm ² The adhesive was continuously applied to one side of a long polyimide film having a thickness of 25 μm and a width of 300 mm (“UPILEX” manufactured by Ube Industries, Ltd.). Then, it was dried at 80 ° C. for 10 minutes, 130 ° C. for 10 minutes, 150 ° C. for 15 minutes, and cured at 250 ° C. for 5 minutes. The film thickness of the adhesive layer after curing was 1 μm. Five polyimide films with different lots were prepared.
[0062]
With an aluminoborosilicate glass with a thickness of 0.7 mm and a 300 mm square, with a die coater, an ultraviolet curable acrylic adhesive “SK Dyne” SW-11A (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) as an ultraviolet curable organic layer A mixture of curing agent L45 (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) at a ratio of 50: 1 was applied to a glass substrate and dried at 80 ° C. for 2 minutes. The thickness of the ultraviolet curable organic layer after drying was 20 μm. Next, an air blocking film made of a film in which a silicone resin layer that can be easily released is provided on a polyester film is attached to the ultraviolet curable organic layer (aluminoborosilicate glass / ultraviolet curable organic layer / silicone resin layer). / Composition of polyester film) It was allowed to stand at room temperature for 1 week.
[0063]
Next, while peeling off the air blocking film, a polyimide film was attached to the side of the glass substrate on which the ultraviolet curable organic material layer was formed with a roll laminator. Then, 1000mJ / cm of ultraviolet rays from the glass substrate side ² Irradiation was performed to cure the UV curable organic layer.
[0064]
A chromium-nickel alloy film having a thickness of 50 nm and a copper film having a thickness of 100 nm were laminated in this order on an adhesive layer provided on the surface opposite to the bonding surface. Subsequently, a positive photoresist was applied onto the copper film with a spin coater and dried at 80 ° C. for 10 minutes. Next, after exposing the photoresist through a photomask, the photoresist was developed to form a resist layer having a thickness of 10 μm in a portion where a plating film was unnecessary. The test photomask pattern was a grid pattern having a line width of 10 μm and a pitch of 500 μm. After development, it was post-baked at 120 ° C. for 10 minutes. Next, electrolytic plating was performed using the copper film as an electrode. The electrolytic plating solution was a copper sulfate plating solution. After forming a 6 μm thick copper plating film, the photoresist is stripped with a photoresist stripping solution, and then the copper film and the chromium-nickel alloy film under the resist layer are removed by soft etching with an aqueous iron chloride solution. Thus, a lattice pattern was obtained.
[0065]
As a solder resist layer, a mixture of NPR-90 and a curing agent (manufactured by Nippon Polytex Co., Ltd.) at a ratio of 100: 43 is applied to a 190 mm × 190 mm region at the center on a polyimide film on which a lattice pattern is formed. The test pattern was applied by screen printing and dried at 70 ° C. for 30 minutes. Next, ultraviolet rays are applied to the solder resist layer for testing at 600 mJ / cm. ² Irradiated and cured at 150 ° C. for 30 minutes for thermosetting.
[0066]
With a length measuring machine SMIC-800 (manufactured by Sokkia Co., Ltd.), the position of the intersection of the grid pattern was measured as the point where the center lines of the intersecting metal film lines intersect. When measuring the distance of two points that were originally approximately 283 mm apart in the diagonal direction (200 mm in the x direction and 200 mm apart in the y direction), all of the 5 different polyimide films were within ± 5 μm from the photomask pattern. It was very good.
[0067]
The peeling force of the polyimide film from the substrate was 2 g / cm. Also, the peeling force A (g / cm) when peeling the polyimide film and the reciprocal number B (μm) of the thickness of the polyimide film ^-1 ) And the reciprocal C (mm) of the Young's modulus of the polyimide film ² / Kg) is a product A · B · C (hereinafter A · B · C represents these products) is 8.60 × 10 ^-Five Met. During the formation of the circuit pattern, the polyimide film did not peel from the ultraviolet curable organic material layer. Next, the polyimide film was gradually peeled from the glass substrate from the end. The polyimide film peeled off at the interface with the UV curable organic layer and did not curl.
[0068]
The lattice-like pattern on the peeled polyimide film was originally about 283 mm away in the diagonal direction described above as the point where the center lines of the intersecting metal film lines intersect with a length measuring machine SMIC-800 (manufactured by Sokkia Co., Ltd.). When the distance between the two points was measured, all five polyimide films of different lots were within ± 5 μm with respect to the photomask pattern, which was very good. Moreover, when the flatness of the polyimide film peeled off from the substrate was visually observed, it was very good.
[0069]
Comparative Example 1
A grid pattern was obtained on the polyimide film in the same manner as in Example 1 except that the step of curing the ultraviolet curable organic material layer was changed to the sequence of steps performed after circuit pattern formation, that is, before solder resist coating. .
[0070]
The peeling force of the polyimide film was 40 g / cm. A, B, and C are 1.72 × 10. ^-3 Met. During the formation of the circuit pattern, the polyimide film did not peel from the ultraviolet curable organic material layer. However, in the process of applying a positive photoresist on the copper film with a spin coater and drying at 80 ° C. for 10 minutes, a part of the UV curable organic material layer was foamed and a white part was changed. The part that has become white is not transferred to the polyimide film when the polyimide film is peeled off from the glass substrate. became. Furthermore, when the polyimide film was peeled from the glass substrate, the foamed portion remained as irregularities on the polyimide film, and the flatness of the polyimide film was impaired. Moreover, the polyimide film peeled off from the glass substrate was slightly curled.
[0071]
With a length measuring machine SMIC-800 (manufactured by Sokkia Co., Ltd.), the position of the intersection point of the grid-like metal pattern was measured as the point where the center lines of the intersecting metal film lines intersect. An ultraviolet curable organic layer in which a polyimide film is attached to a glass substrate in a wet process when the distance between two points that are originally about 283 mm apart in the diagonal direction (200 mm in the x direction and 200 mm in the y direction) is measured. However, the ultraviolet curable organic material layer swelled and was distorted by 80 μm toward the outside of the substrate with respect to the photomask pattern. Even a relatively rough machining with a pitch of 200 μm or more was a problem.
[0072]
Comparative Example 2
The step of curing the ultraviolet curable organic material layer was performed after forming the circuit pattern, and here, the lattice pattern was formed on the polyimide film in the same manner as in Example 1 except that the order of steps performed after the formation of the solder resist layer was changed. Obtained.
[0073]
In the process of curing the solder resist at 150 ° C. for 30 minutes, the ultraviolet curable organic material layer was white and transformed into an island shape. Furthermore, the layer thickness of the ultraviolet curable organic material layer increased along the contour of the part transformed into an island shape, and the flatness of the polyimide film attached to the ultraviolet curable organic material layer was impaired. Also, after curing the solder resist at 150 ° C. for 30 minutes, the peeling force does not decrease even when irradiated with ultraviolet rays from the glass substrate side, and the polyimide film adheres completely to the ultraviolet curable organic layer, and the ultraviolet curable organic matter It could not be peeled from the layer.
[0074]
Example 2
Aluminoborosilicate glass with a thickness of 0.7mm and 300mm square is cured with a die coater and an ultraviolet curable acrylic adhesive "SK Dyne" SW-22 (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) as an ultraviolet curable organic layer. What mixed agent L45 (made by Soken Chemical Co., Ltd.) by 50: 1 was apply | coated, and it dried at 80 degreeC for 2 minutes. The pressure-sensitive adhesive thickness after drying was set to 2 μm. Next, an air blocking film made of a film in which a silicone resin layer that can be easily released was provided on a polyester film was attached to the pressure-sensitive adhesive layer and allowed to stand at room temperature for 1 week.
[0075]
A 25 μm thick polyimide film (“Kapton” 100EN, manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) in which a 50 nm thick chromium: nickel = 20: 80 alloy film and a 100 nm thick copper film are laminated by sputtering. ) Was prepared.
[0076]
While peeling the air blocking film composed of the polyester film and the silicone resin layer from the glass, the polyimide film in which the copper film is laminated with the roll laminator on the glass on which the adhesive layer is formed, the polyimide film side is the glass Affixed to face. The roll-type laminator has a rubber roll on the glass substrate side and a metal roll on the polyimide film side, and an offset corresponding to the thickness of the glass substrate is provided between the two rolls even when the object to be laminated is not passing through. The polyimide film laminated on the glass was cut according to the glass end.
[0077]
Next, a positive photoresist was applied onto the copper film with a spin coater and dried at 80 ° C. for 10 minutes. No deterioration such as foaming occurred in the UV curable organic layer. Subsequently, the photoresist was exposed and developed through a photomask to form a photoresist having a thickness of 10 μm in a portion where a plating film was unnecessary. The test photomask pattern has 400 connection pads (width 20 μm, length 200 μm) arranged in parallel in two rows at intervals of 1.5 mm as a unit on a 300 mm square substrate. It was assumed that they were equally arranged in 7 rows × 7 columns at a pitch of 40 mm. For length measurement, markers were provided on a test photomask at four points (disposed 200 mm apart from each other in the direction parallel to the side) arranged at a distance of about 141 mm from the center of the substrate.
[0078]
Next, a copper layer having a thickness of 5 μm was formed by electrolytic plating using the copper film as an electrode. The electrolytic plating solution was a copper sulfate plating solution. Thereafter, the photoresist was stripped with a photoresist stripping solution, and then the copper film and the chromium-nickel alloy film that were under the resist layer were removed by soft etching with a hydrogen peroxide-sulfuric acid aqueous solution. Subsequently, a tin layer having a thickness of 0.4 μm was formed on the copper plating film by electroless plating to obtain a circuit pattern. CCR-232GF (manufactured by Asahi Chemical Laboratory Co., Ltd.) was used as a solder resist layer, and was applied by screen printing except for the portion where the connection pad was formed, and cured at 130 ° C. for 10 minutes. No deterioration such as foaming occurred in the UV curable organic layer. Moreover, the polyimide film did not peel off during the circuit pattern preparation.
[0079]
Two points (200 mm in the x direction and 200 mm in the y direction) originally separated by about 283 mm in the diagonal direction provided for the above-mentioned length measurement by the length measuring machine SMIC-800 (manufactured by Sokkia Co., Ltd.) When the distance was measured, it was within ± 2 μm with respect to the photomask pattern, and the position accuracy was kept very good.
[0080]
Next, from the glass substrate side, ultraviolet rays are 1 J / cm. ² Irradiation was performed to cure the UV curable organic layer.
[0081]
Connection pads on a circuit pattern using a flip chip bonder while heating a model IC chip in which two rows of 400 gold-plated bumps with a pitch of 50 μm and two rows arranged at 1.5 mm intervals from the chip side to 300 ° C. And metal bonded. The pressure per bump was 30 g, and the bonding time was 3 seconds. The alignment of the bumps of the model IC chip and the connection pads on the circuit board was good. When the cross section of the connection portion was cut out and observed with an electron microscope, the bump sinking was 3 μm, and there was no problem in the reliability of the wiring circuit. Next, one end of the polyimide film was vacuum-adsorbed and gradually peeled from the glass substrate from the end.
[0082]
Comparative Example 3
In the same manner as in Example 2, a circuit pattern and a solder resist were provided on the polyimide film. The model IC chip was bonded to the circuit pattern in the same manner as in Example 1 except that the ultraviolet curable organic layer was not cured by irradiating ultraviolet rays before bonding the model IC chip. The positioning of the bumps on the model IC chip and the connection pads on the circuit board was good, but when the cross section of the connection part was cut out and observed with an electron microscope, the UV curable organic layer expanded or expanded due to gas generation. In addition, the sinking of the bumps was 7 μm, and it was necessary to pay attention to the reliability of the wiring circuit.
[0083]
【The invention's effect】
According to the present invention, the ultraviolet curable organic layer is irradiated with ultraviolet rays before the circuit pattern is formed, thereby improving the heat resistance and chemical resistance of the ultraviolet curable organic layer, the heat treatment process in the processing step, and the wet process. Suppressing deformation and deformation of the flexible film due to expansion and contraction due to the process, or external force such as pulling and twisting, enabling fine processing closer to the design value and forming a circuit pattern with particularly high precision on at least one side Can be manufactured. In particular, it is very effective in improving the position accuracy related to the alignment accuracy between the electrode pad and the circuit board pattern when connecting an electronic component such as an IC.
[0084]
Further, in another aspect of the present invention, the ultraviolet curable organic layer is irradiated with ultraviolet rays before connecting an electronic component such as an IC, thereby reducing the deformation of the circuit board at high temperature and high pressure when joining the electronic component, and wiring circuit Can be ensured.

Claims

A reinforcing plate is bonded to one side of the flexible film via an ultraviolet curable organic layer, and then a circuit pattern is formed on the other side of the flexible film, and then the flexible film with a circuit pattern is reinforced. in the manufacturing method of the circuit board is peeled from the plate, the manufacturing process of forming a circuit pattern having a wet process, the characterized circuitry substrate that is irradiated with ultraviolet rays in UV-curable organic material layer before the wet process Method.

A reinforcing plate is bonded to one side of the flexible film via an ultraviolet curable organic layer, and then a circuit pattern is formed on the other side of the flexible film, and then the flexible film with a circuit pattern is reinforced. in the manufacturing method of the circuit board is peeled from the plate, and a step is a heating step of forming a circuit pattern, the production of you characterized circuitry substrate that is irradiated with ultraviolet rays in UV-curable organic material layer before heating step Method.

A reinforcing plate is bonded to one side of the flexible film via an ultraviolet curable organic material layer, then a circuit pattern is formed on the other side of the flexible film, and an electronic component is bonded onto the circuit pattern. Then, in the method of manufacturing a circuit board in which the flexible film with the electronic component and the circuit pattern is peeled from the reinforcing plate, UV curing is performed before the step of bonding the electronic component on the circuit pattern under high temperature and high pressure conditions. A method of manufacturing a circuit board, comprising irradiating a mold organic material layer with ultraviolet rays.