JP4359991B2 - フィルムキャリアの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子（チップ）を搭載可能な両面配線層を有するフィルムキャリアの製造方法に関し、特に、両面配線層とその導通用孔との間の導通状態に関する信頼性を向上し得るフィルムキャリアの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プリント配線板は、テレビ、携帯電話、ゲーム機、ラジオ、音響機器、ＶＴＲ等の民生用電子機器や、電子計算機、ＯＡ機器、電子応用機器、電気計測器、通信機等の産業用電子機器に広く使用されている。
【０００３】
また、これら電子機器は、より一層の高性能化と、より一層のコンパクト化とを達成するように要求が高まっている。これら要求を満たすため、プリント配線板は、電子機器の小型化、高密度化及び高性能化に対応させて設計され、これに伴い、配線の細線化、ビアホールの小径化、ランド、パッドの小径化、基材のフレキシブル化、多層化及びファイン化が急速に進んでいる。
【０００４】
また、プリント配線板の基材としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂が従来から使用されていたが、最近では、機械的強度及び耐熱性に優れたポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等が使用されており、更に高性能化の観点からフッ素系樹脂及びポリフェニャリアの開発が進んでいる。なお、プリント配線板のうち、フィルムを基材に用いたものをフィルムキャリアという。
【０００５】
ここで、一般的なフィルムキャリアの製造方法について述べる。すなわち、フィルムキャリアの製造方法としては、両面に金属箔を有するフィルムが用いられ、このフィルムに対してレーザドリルやポリイミドエッチング等により導通孔が形成される。続いて、導通孔内に両面の導体層を電気的に接続するように金属めっきが施され、その後、金属箔に配線パターン及び電極パッド等がパターニングされる。このパターニングの完了により、半導体チップを搭載可能なフィルムキャリアが完成する。
【０００６】
なお、フィルムキャリアの完成後、半導体チップが搭載されて樹脂封止されることにより、外部要素のマザーボード等に実装可能な半導体装置が製造される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のようなフィルムキャリアの製造方法では、金属めっきを施して導通孔内に金属導体を形成する際に、導通孔の開口部に金属箔が隣接しているため、導通孔の開口部に電流が集中し、導通孔の内部よりも開口部で高速に金属めっきが成長する。
【０００８】
このようなめっきの成長速度の違いは、導通孔部に変形やボイドを生じさせ、フィルムキャリアの電気的特性に悪影響を与えてしまう。例えば、変形に伴う静電容量の発生やボイド等による抵抗値の増大により、Ｈレベルのデジタル信号がＬレベルに検出されるというように、導通状態に関する信頼性を低下させてしまう可能性がある。また、銅めっきを大面積で行なうと面内でめっき厚のバラツキが発生し、配線エッチングの際に、断線やショートの原因となっている。
【０００９】
本発明は上記実情を考慮してなされたもので、両面配線層とその導通孔との間の導通に関する信頼性を向上し得るフィルムキャリアの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に対応する発明は、少なくとも以下の工程［ａ］〜［ｌ］を含んでいるフィルムキャリアの製造方法である。
【００１１】
［ａ］長尺状の絶縁フィルムの一方の面に第一導体層を形成すると共に、前記絶縁フィルムの両端に長手方向に沿って複数のスプロケットホールを形成する工程。
【００１２】
［ｂ］前記第一導体層とは反対側の絶縁フィルムにレーザ光を照射し、当該絶縁フィルムから第一導体層に達する導通用孔を形成する工程。
【００１３】
［ｃ］前記各スプロケットホール及びその周辺部を覆うようにスプロケットホール保護層を形成する工程。
【００１４】
［ｄ］前記スプロケットホール保護層及び前記導通用孔の形成後、前記絶縁フィルム側にスパッタリング処理を施し、前記絶縁フィルム上に薄膜導体層を形成する工程。
【００１５】
［ｅ］前記薄膜導体層の形成後、前記スプロケットホール保護層を剥離し、前記第一導体層を覆うように導体保護層を形成する工程。
【００１６】
［ｆ］前記導体保護層及び前記薄膜導体層の形成後、当該薄膜導体層上に選択的にめっきレジストを形成する工程。
【００１７】
［ｇ］前記めっきレジストの形成後、前記薄膜導体層上及び前記導通用孔にめっき処理を施して第二導体層を形成する工程。
【００１８】
［ｈ］前記第二導体層の形成後、前記めっきレジストを剥離する工程。
［ｉ］前記めっきレジストの剥離後、前記第二導体層及び前記薄膜導体層をソフトエッチングし、前記めっきレジストの剥離により露出された薄膜導体層を除去し、前記第二導体層の配線パターンを形成する工程。
［ｊ］前記配線パターンを覆うようにパターン保護層を形成する工程。
［ｋ］前記配線パターンの形成後、前記第一導体層上の導体保護層を剥離する工程。
【００１９】
［ｌ］ 前記導体保護層の剥離後、前記第一導体層をパターニング処理して第一導体層の配線パターンを形成する工程。
【００２０】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応するフィルムキャリアの製造方法において、前記工程［ａ］に代えて、以下の工程［ａ］を含んでいるフィルムキャリアの製造方法である。
［ａ］長尺状の金属箔の一方の面に絶縁樹脂を塗布及び硬化させて絶縁樹脂層である絶縁フィルムを形成し、この絶縁フィルムの両端に長手方向に沿って複数のスプロケットホールを形成した後、前記各スプロケットホールの周辺部の金属箔を除去し、残った金属箔である第一導体層を形成する工程。
請求項３に対応する発明は、請求項１に対応するフィルムキャリアの製造方法において、
前記工程［ａ］に代えて、以下の工程［ａ］を含んでいることを特徴とするフィルムキャリアの製造方法。
［ａ］長尺状の金属箔の一方の面に絶縁樹脂を塗布及び硬化させて絶縁樹脂層である絶縁フィルムを形成し、この絶縁フィルムの両端の長手方向に沿って前記金属箔を除去した後、前記除去により露出した絶縁フィルムの両端に長手方向に沿って複数のスプロケットホールを形成し、残った金属箔である第一導体層を形成する工程。
【００２１】
（作用）
従って、請求項１，２，３に対応する発明は以上のような手段を講じたことにより、フィルムのめっき処理側の面上には薄膜導体層のみを形成し、この薄膜導体層の上からめっき処理を行うようにしたので、めっき処理の際に、導通孔の開口部と導通孔の内部との各導体層の厚さが略均一であることにより、めっき電流の集中が無くなり、めっきの成長速度が均一化される。また、配線パターニングも同時に行なうためにエッチング工程を通さずに配線がパターン化される。
【００２２】
このため、従来技術におけるめっきの成長速度の不均一に起因した開口部の変形やボイド等が無くなり、また、配線の断線やショート等がなくなり、両面配線層とその導通孔との間の導通に関する信頼性を向上させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態に係るフィルムキャリアの構成を示す模式図であり、図２は図１の２−２線矢視断面図である。このフィルムキャリア１０は、巻取り自在な絶縁性のフィルム１１の片面に接着剤層１２を有し、フィルム１１両端の長手方向に沿ってスプロケットホール１３が形成され、両端のスプロケットホール１３間には、フィルム１１の両面に互いに導通孔１４を介して電気的に接続された配線パターン１５を有し、且つ接着剤層１２側の面には、導通孔１４又は配線パターン１５に接続されたパッド電極１６を備えた構成となっている。
【００２５】
次に、以上のようなフィルムキャリアの製造方法について図３及び図４を用いて説明する。
図３（ａ）に示すように、ポリイミドフィルムからなる絶縁性のフィルム１１の片面に接着テープからなる接着剤層１２が貼着され、接着剤層１２付のフィルム１１を所定幅に断裁した接着剤層付フィルム２０が作製される。
【００２６】
次に、図３（ｂ）に示すように、接着剤層付フィルム２０の両端の長手方向に沿ってスプロケットホール１３が打ち抜き加工により形成される。
また、図３（ｃ）に示すように、スプロケットホール１３及びその周辺部（以下、スプロケットホール領域１３ａという）を除く接着剤層付フィルム２０の接着剤層１２面に銅箔からなる第一導体層１７が貼着される。
【００２７】
次に、図３（ｄ）に示すように、フィルム１１側よりレーザ光Ｌが照射され、フィルム１１と接着剤層１２に導通孔１４が形成される。続いて、過マンガン酸カリウム溶液により、導通孔１４及びフィルム１１面上のスミアが除去され、導通孔１４内の第一導体層１７面を含めて清浄化される。
【００２８】
なお、レーザ光線の種類としては、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザ等が使用可能となっている。また、導通孔の位置決めには、レーザ光の位置を制御する方式又はマスク（ガラス版）を使用する方式などが使用可能となっている。
【００２９】
次に、図３（ｅ）に示すように、両面のスプロケットホール領域１３ａにマスキングテープがラミネートされてスプロケットホール保護層１８が形成される。スプロケットホール保護層１８の形成方法としては、保護テープの貼着に限らず、例えば耐酸性のレジストをスクリーン印刷してもよい。なお、スプロケットホール保護層１８は、図３（ｄ）に述べた導通孔１４の形成よりも前に形成してもよい。
【００３０】
次に、めっき前処理として、図４（ａ）に示すように、フィルム１１側の面よりスパッタ蒸着が施され、導通孔１４及びフィルム１１上に薄膜導体層１５ａが形成される。このめっき前処理は、選択性がなく、スプロケットホール保護層１８上及びフィルム１１上の全面に施される。
【００３１】
次に、スプロケットホール保護層１８が剥離処理され、しかる後、図４（ｂ）に示すように、第一導体層１７側の全面、並びに薄膜導体層１５ａ側のスプロケットホール領域１３ａを覆うように、前述した保護層１８と同様の手法により、保護層２１が形成される。
【００３２】
さらに、薄膜導体層１５ａ表面にめっきレジストが塗布され、露光、現像されることにより、図４（ｃ）に示すように、薄膜導体層１５ａ上に選択的にめっきレジスト２２が形成される。めっきレジストの選択形成としては、めっきレジストの塗布に限らず、例えばドライフィルムが貼着され、露光、現像により配線パターン以外の部分のドライフィルムを除去してもよい。
【００３３】
続いて、図４（ｄ）に示すように、薄膜導体層１５ａをカソード電極とし、電解めっきを施して導通孔１４及び薄膜導体層１５ａ上に銅めっき層である第二導体層１５ｂが形成される。この第二導体層１５ｂは導通孔１４にて第一導体層１７に電気的に接続される。
【００３４】
次に、図４（ｅ）に示すように、薄膜導体層１５ａ上に形成されためっきレジスト２２が剥離される。この剥離に伴い露出された薄膜導体層１５ａは、ソフトエッチングにより除去される。ここで、配線パターン１５となる部分の第二導体層１５ｂも同時に若干量エッチングされる。このソフトエッチングの完了により、図４（ｆ）に示すように、第二導体層１５ｂ側の配線パターン１５が形成される。
【００３５】
以下、この配線パターン１５上にレジストのラミネートにより保護層が形成され、また、第一導体層１７上及びスプロケット領域１３ａ上の保護層２１が剥離されて、第一導体層１７がパターニングされることにより、図１及び図２に示したように、パッド電極１６及び両面の配線パターン１５（片面は図示せず）が形成され、フィルムキャリアの製造が完了する。
【００３６】
なお、このフィルムキャリアは、後段の製造工程において、パッド電極１６と反対側の面において配線パターンと電気的に接続されるように半導体チップが搭載されて樹脂封止され、しかる後、打抜き加工されることにより、外部要素のマザーボード等に実装可能な半導体装置となる。
【００３７】
上述したように本実施形態によれば、フィルム１１のめっき処理側の面上には薄膜導体層１５ａのみを形成し、この薄膜導体層１５ａの上からめっき処理を行うようにしたので、めっき処理の際に、導通孔１４の開口部と導通孔１４の内部との各導体層の厚さが略均一であることにより、めっき電流の集中が無くなり、めっきの成長速度が均一化される。
【００３８】
このため、従来技術におけるめっきの成長速度の不均一に起因した開口部の変形やボイド等が無くなり、両面配線層とその導通孔との間の導通に関する信頼性を向上させることができる。
【００３９】
また、導通孔１４に変形が無く、パッド電極とパターンの接続が優れ、且つ、電気特性の優れたフィルムキャリアを得ることができる。
【００４０】
さらに、エッチング量の少ないソフトエッチング後のパターン形状に応じて配線パターン１５を形成できるため、微細な配線パターン１５であっても容易且つ確実に作成することができる。
【００４１】
なお、上記実施形態では、図３（ａ）〜（ｃ）により、フィルム１１に接着剤層１２を貼着し、スプロケットホールを形成し、その後、第一導体層１７を貼着するという順番で製造工程を説明したが、これに限らず、以下の（ａ−１）（ａ−２）に述べる製造工程としても、本発明を同様に実施して同様の効果を得ることができる。
【００４２】
（ａ−１）すなわち、スプロケットホール１３をフィルム１１に形成し、次に、フィルム１１の一方の面に接着剤層１２を形成し、しかる後、この接着剤層１２に銅箔等の金属箔を貼着して第一導体層１７を形成する順序の製造工程としてもよい。
【００４３】
なお、金属箔を全面に貼着してからスプロケットホール領域１３ａの金属箔を除去する工程と、あるいは、スプロケットホール領域１３ａを除いた内部領域の幅の金属箔を接着剤層１２に貼着する工程と、のいずれの工程としてもよい。
【００４４】
（ａ−２）また、銅箔等の金属箔にポリイミド樹脂の絶縁樹脂を塗布し、硬化させて（フィルム１１に相当する）絶縁樹脂層を形成し、この絶縁樹脂層の両端側に沿ってスプロケットホール１３を形成し、その後、スプロケットホール領域１３ａの金属箔を除去する工程としてもよい。なお、スプロケットホール１３の形成前に、スプロケットホール領域１３ａの金属箔を除去してもよい。
【００４５】
また、図３（ｅ）により、両面のスプロケットホール領域１３ａにスプロケットホール保護層１８を形成する場合について説明したが、これに限らず、フィルム１１側の面のみにスプロケットホール保護層１８を形成する工程としても、本発明を同様に実施して同様の効果を得ることができる。また、スプロケットホール保護層１８を形成する工程は、レーザ光の照射工程の前に行なってもよい。
【００４６】
図４（ｂ）により、スパッタ蒸着の後に第一導体層１７側の全面に保護層２１を形成する工程を説明したが、これに限らず、第一導体層１７側の全面に保護層２１を形成する工程は、レーザ光の照射工程の前、スプロケットホール領域にスプロケットホール保護層１８を形成する工程の前、あるいは、スパッタ蒸着工程の前、のいずれのタイミングで行ってもよい。
【００４７】
但し、前述したように、スパッタ蒸着工程の次に行い、薄膜導体層１５ａを形成した面のスプロケットホール保護層１８を剥離して、改めてスプロケットホール領域１３ａに保護層２１を形成することが望ましい。理由は、スパッタ蒸着後にスプロケットホール保護層１８を剥離しない場合、薄膜導体層１５ａを形成した面ではスプロケットホール保護層１８上にも薄膜導体層１５ａが形成されており、後のめっき工程でさらに厚く第二導体層１５ｂが形成されるためである。すなわち、スプロケットホール保護層１８上に第二導体層１５ｂがあると、スプロケットホール保護層１８を剥離した場合には境界部分にばりが生じ、ばりが製造工程中に脱落して配線パターンに付着してショートの原因になる等の悪影響がでるためである。
【００４８】
また、薄膜導体層１５ａの形成後、第一導体層１７側の面にスプロケットホール保護層１８が形成されていた場合、一度剥離して全面に保護層２１を形成することが望ましい。段差や境目が生じることがなくなり、めっき液の侵入を阻止できるためである。
【００４９】
第二導体層１５ｂは、所望の膜厚を安価で短時間で形成する観点から、前述したように、電解めっきを用いて形成することが望ましい。
【００５０】
また、薄膜導体層１５ａのソフトエッチング除去による第二導体層１５ｂ側の配線パターン１５の形成並びにその上の保護層の形成工程は、第一導体層１７のパターニングの後に行ってもよい。
【００５１】
その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００５２】
【実施例】
次に、本発明の一実施例と、従来の手法により作成された比較例とを比較して説明する。本発明の一実施例は、前述した製造方法により製造されたフィルムキャリアである。但し、製造寸法等は以下の通りとした。
フィルム１１…５０μｍ厚。
接着剤層１２…１２μｍ厚。
接着剤層付きフィルム２２…４８ｍｍ幅。
第一導体層１７…１８μｍ厚。
導通孔１４…１５０μｍ径（ガラス版を介してエキシマレーザ光を照射）。
めっきレジスト２２…１５μｍ厚。
第二導体層１５ｂ…１８μｍ厚。
【００５３】
（比較例）
次に、従来の製造方法によるフィルムキャリアを比較例として述べる。
図５（ａ）に示すように、５０μｍ厚のポリイミドフィルムからなる絶縁性のフィルム１１の両面に１２μｍ厚の接着剤層１２が形成され、しかる後、全体が４８μｍ幅に断裁加工されて接着剤層付フィルム３０が作製される。
【００５４】
次に、前述同様にスプロケットホール１３が打抜き形成され、図５（ｂ）に示すように、スプロケットホール領域１３ａを除く接着剤層付フィルム３０の両接着剤層１２面に１８μｍ厚の銅箔からなる導体層３１が形成される。
【００５５】
次に、片面の導体層３１上に感光層が形成され、パターニング処理されて、図５（ｃ）に示すように、導体層３１の所定位置に１５０μｍ径の開口部３１ａが形成される。
【００５６】
次に、図５（ｄ）に示すように、開口部３１ａが形成された導体層３１をマスクにしてエキシマレーザのレーザ光Ｌが照射され、接着剤層１２及びフィルム１１に開口部３１ａと同径の導通孔１４が形成される。また前述同様に、導通孔１４のスミアが除去される。
【００５７】
次に、図５（ｅ）に示すように、スプロケットホール領域１３ａにカプトンテープがラミネートされてスプロケット保護層１８が形成される。
【００５８】
次に、図５（ｆ）に示すように、スパッタ蒸着により導通孔１４内を含む全面に薄膜導体層１５ａが形成される。
【００５９】
次に、図６（ａ）に示すように、スプロケット保護層１８が除去された後、薄膜導体層１５ａ及び導体層３１をカソード電極とし、電解めっきを施して導体層３１上及び導通孔１４内に銅からなる金属導体３２が形成される。
【００６０】
但し、電解めっきの際に、導通孔１４の開口部の導体層３１により、開口部に電流が集中するため、開口部のめっき成長速度が導通孔１４内のめっき成長速度より速くなる。このため、開口部の金属導体３２は、導通孔１４内の金属導体３２よりも厚く、且つボイド（気孔）３３を含むものとなっている。
【００６１】
次に、図６（ｂ）に示すように、フィルム１１の両面の導体層３１，３２をパターニング処理し、パッド電極１６及び配線パターン１５を形成して、従来のフィルムキャリアの作製を完了した。
【００６２】
従来方法を用いた比較例では、めっき成長速度に違いが生じたことにより、導通孔１４が変形し、且つボイド３３が生じ、導通に関する信頼性を低下させる可能性が生じていた。また、面内のめっき厚にバラツキが生じ、エッチング精度の低下が懸念された。
【００６３】
一方、本発明方法の一実施例では、めっき成長速度を略均一にでき、導通孔１４に変形やボイドが無く、両面配線層とその導通孔との間の導通に関する信頼性を向上させることができた。
【００６４】
詳しくは、本発明の一実施例では、導通孔１４の開口部に銅めっき時に導体がないため、導通孔１４の形状がレーザの加工形状に追随し、また、導通孔とパッド電極のめっき層が同一であることで、導通孔形状、接続と電気特性の優れたパッド電極１６と配線パターン１５を得ることができた。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、両面配線層とその導通孔との間の導通に関する信頼性を向上し得るフィルムキャリアの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るフィルムキャリアの構成を示す模式図
【図２】同実施形態における２−２線矢視断面図
【図３】同実施形態におけるフィルムキャリアの製造方法を説明するための工程断面図
【図４】同実施形態におけるフィルムキャリアの製造方法を説明するための工程断面図
【図５】従来の製造方法を用いた比較例の工程断面図
【図６】従来の製造方法を用いた比較例の工程断面図
【符号の説明】
１０…フィルムキャリア
１１…フィルム
１２…接着剤層
１３…スプロケットホール
１３ａ…スプロケットホール領域
１４…導通孔
１５…配線パターン
１５ａ…薄膜導体層
１５ｂ…第二導体層
１６…パッド電極
１７…第一導体層
１８…スプロケットホール保護層
２０…接着剤層付フィルム
２１…保護層
２２…めっきレジスト
Ｌ…レーザ光

Claims (3)

1. 少なくとも以下の工程［ａ］〜［ｌ］を含んでいることを特徴とするフィルムキャリアの製造方法。
   ［ａ］長尺状の絶縁フィルムの一方の面に第一導体層を形成すると共に、前記絶縁フィルムの両端に長手方向に沿って複数のスプロケットホールを形成する工程。
   ［ｂ］前記第一導体層とは反対側の絶縁フィルムにレーザ光を照射し、当該絶縁フィルムから第一導体層に達する導通用孔を形成する工程。
   ［ｃ］前記各スプロケットホール及びその周辺部を覆うようにスプロケットホール保護層を形成する工程。
   ［ｄ］前記スプロケットホール保護層及び前記導通用孔の形成後、前記絶縁フィルム側にスパッタリング処理を施し、前記絶縁フィルム上に薄膜導体層を形成する工程。
   ［ｅ］前記薄膜導体層の形成後、前記スプロケットホール保護層を剥離し、前記第一導体層を覆うように導体保護層を形成する工程。
   ［ｆ］前記導体保護層及び前記薄膜導体層の形成後、当該薄膜導体層上に選択的にめっきレジストを形成する工程。
   ［ｇ］前記めっきレジストの形成後、前記薄膜導体層上及び前記導通用孔にめっき処理を施して第二導体層を形成する工程。
   ［ｈ］前記第二導体層の形成後、前記めっきレジストを剥離する工程。
   ［ｉ］前記めっきレジストの剥離後、前記第二導体層及び前記薄膜導体層をソフトエッチングし、前記めっきレジストの剥離により露出された薄膜導体層を除去し、前記第二導体層の配線パターンを形成する工程。
   ［ｊ］前記配線パターンを覆うようにパターン保護層を形成する工程。
   ［ｋ］前記配線パターンの形成後、前記第一導体層上の導体保護層を剥離する工程。
   ［ｌ］ 前記導体保護層の剥離後、前記第一導体層をパターニング処理して第一導体層の配線パターンを形成する工程。
2. 請求項１に記載のフィルムキャリアの製造方法において、
   前記工程［ａ］に代えて、以下の工程［ａ］を含んでいることを特徴とするフィルムキャリアの製造方法。
   ［ａ］長尺状の金属箔の一方の面に絶縁樹脂を塗布及び硬化させて絶縁樹脂層である絶縁フィルムを形成し、この絶縁フィルムの両端に長手方向に沿って複数のスプロケットホールを形成した後、前記各スプロケットホールの周辺部の金属箔を除去し、残った金属箔である第一導体層を形成する工程。
3. 請求項１に記載のフィルムキャリアの製造方法において、
   前記工程［ａ］に代えて、以下の工程［ａ］を含んでいることを特徴とするフィルムキャリアの製造方法。
   ［ａ］長尺状の金属箔の一方の面に絶縁樹脂を塗布及び硬化させて絶縁樹脂層である絶縁フィルムを形成し、この絶縁フィルムの両端の長手方向に沿って前記金属箔を除去した後、前記除去により露出した絶縁フィルムの両端に長手方向に沿って複数のスプロケットホールを形成し、残った金属箔である第一導体層を形成する工程。

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