JP4508071B2 - フレキシブル配線基板とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体パッケージ用のフレキシブル配線基板とその製造方法であって、特に絶縁フィルム上に配線パターンを形成するフレキシブル配線基板とその製造方法に関する。

絶縁フィルムとしてポリイミドフィルム等を用いた配線基板は、薄型化や軽量化に優位であることから、ＴＡＢテープやフレキシブル配線基板の製造によく使用されている。特に最近では、配線パターンの高密度化の要求から、微細配線の形成に適しており、配線密着性や絶縁信頼性に優れる２層材が使われるようになってきた。この２層材は、ポリイミドフィルム等の絶縁フィルム上に、スパッタリング法を用いて、ニッケル／クロムなどのメタライズ層を形成し、その上に銅めっき等によって所望の金属層を形成して得られる。

従来のフレキシブル配線基板の製造方法を、以下に示す。このような製造方法は、例えば、特開２００５−１９１５２５号公報に記載されている。図２は、従来のフレキシブル配線基板の製造方法を示すため、各工程でのフレキシブル配線基板を示した断面図である。

図２（ａ）に示すように、ポリイミドフィルム（１）の上にニッケル／クロム合金のメタライズ層（３）が形成され、その上に銅めっきによる金属層（４）が形成され、金属層（４）の表面に、配線パターンをエッチングで形成するためのフォトレジスト（５）を形成する。なお。ポリイミドフィルム（１）には、メタライズ層（３）を形成する際に、表面変質層（２）が生じる。

次に、図２（ｂ）に示すように、フォトレジストの開口部に露出した金属層（４）およびメタライズ層（３）を、塩化銅、塩化第二鉄溶液等を用いてエッチングし、配線パターンを形成する。その後、フォトレジスト（５）を除去する。

その後、図２（ｂ）に示されているように、メタライズ層（３）のうち、配線パターンの外周で金属層（４）の下から露出している（はみ出て残っている）部分を、溶解する。この溶解には、例えば、市販のニッケル／クロム選択エッチング液（例えば、メック株式会社製、品名：メックリーバー、型式：ＣＨ１９２０）が使われる。

この溶解により、配線パターンの外周にはメタライズ層（３）の露出はなくなるが、図２（ｃ）に示すように、配線パターンの間に露出する絶縁フィルム（１）の表面には、メタライズ層由来の金属成分が含まれる表面変質層（２）が残る。

そこで、図２（ｄ）に示すように、絶縁信頼性を得るため、絶縁フィルム（１）の表面で金属成分が含まれる表面変質層（２）を厚めに除去する。

その後、必要に応じて配線パターン上に絶縁保護膜を形成したり、あるいは、図２（ｅ）に示すように、露出する配線パターンの表面に、ニッケル、金、錫めっき等の所望のめっき（６）を行っている。

このような従来のフレキシブル配線基板の製造方法では、絶縁フィルム（１）の表面で金属成分が含まれる表面変質層（２）を除去する際に、強力なエッチング液で充分に除去しなくてはならないため、図２（ｄ）に拡大して示したように、配線パターンの下側の絶縁フィルム（１）までが溶解されて、後工程のニッケルや錫や金等のめっき（６）を行う際に、溶解された絶縁フィルム（１）と配線パターンとの間にめっき液が染込み、配線密着性を低下させる問題があった。

また、配線外周部のメタライズ層（３）を除去しない図２（ｂ）に示した状態のまま、ニッケル、金、錫のようなめっき（６）を施すと、残した配線外周部のメタライズ層（３）にめっきが施されて、配線パターンの間のスペースが狭くなってしまい、ファインピッチの製品では、十分な配線パターンの間のスペースを得ることが難しくなるという問題があった。

また、特開２００５−２１００５８号公報では、密着性を向上させるために基材金属層を設け、該基材金属層が配線パターンから所定の幅だけ出るように、２つの処理液を使い分け、配線パターンを二度エッチングしている。しかし、このような処理工程の複雑さにより、製造費を上げるという問題があった。

特開２００５−１９１５２５号公報

特開２００５−２１００５８号公報

本発明は、配線パターンの下側の絶縁フィルムが溶解されることなく、配線パターンと絶縁フィルムの間の配線密着性を維持し、ファインピッチの製品に十分な配線パターンの間のスペースを維持することができるフレキシブル配線基板とその製造方法を提供することを目的とする。

本発明のフレキシブル配線基板の製造方法は、絶縁フィルムの少なくとも片側の面にスパッタリング法により形成されたメタライズ層と、該メタライズ層の上に形成された金属層とを有するフレキシブル配線基板用材料を用いて、エッチング法によって前記メタライズ層および前記金属層を所定の配線パターンに形成し、前記配線パターンの間に露出した絶縁フィルムの表面変質層を除去した後、表面変質層の上に残るメタライズ層であって、前記金属層の下から露出している部分を除去する。

さらに、前記メタライズ層は、ニッケルと、クロム、チタン、タングステン、モリブデンおよび銅からなる群より選ばれる少なくとも１種類以上とを含むニッケル合金であることが望ましい。

さらに、前記金属層は、銅または銅合金であり、前記絶縁フィルムが、ポリイミドフィルムであることが望ましい。

本発明のフレキシブル配線基板は、絶縁フィルムの少なくとも片側の面にスパッタリング法により形成されたメタライズ層と、該メタライズ層の上に形成された金属層とからなる所定の配線パターンを有するフレキシブル配線基板であって、前記スパッタリング法による絶縁フィルムの表面変質層が、前記配線パターンの間に、平面視で前記配線パターンから所定の幅だけ出ている。

さらに、平面視で前記配線パターンより出る前記表面変質層の幅は、５μｍ以下であることが望ましい。

さらに、前記メタライズ層は、ニッケルと、クロム、チタン、タングステン、モリブデンおよび銅からなる群より選ばれる少なくとも１種類以上とを含むニッケル合金であることが望ましい。

さらに、前記金属層は、銅または銅合金であり、前記絶縁フィルムが、ポリイミドフィルムであることが望ましい。

本発明により、配線パターンと絶縁フィルムとの間が溶解されて侵食されることがなくなり、配線密着性が良くなるという効果を得られた。さらに、メタライズ層の露出を配線パターンの外周に残さないことで、配線パターンの間のスペースが狭まらず、信頼性の高いフレキシブル配線基板を提供することができる。

本発明は、絶縁フィルムの少なくとも片側の面にスパッタリング法により形成されたメタライズ層と、該メタライズ層の上に形成された金属層とを有するフレキシブル配線基板用材料を用いる。

先ず、フレキシブル配線基板用材料にフォトレジストをラミネートし、所定の配線パターンを露光および現像して、エッチング用のマスクとなるパターンを形成する。

次に、金属層とメタライズ層をスプレーエッチングして、所定の配線パターンを形成した後、フォトレジストを剥離する。エッチングには、塩酸、塩化銅および過酸化水素を主成分とする塩化銅系のエッチング液を使用することが好ましい。このとき、形成した配線パターンの下側の外周部には、５μｍ以下のメタライズ層が残って、金属層の下から露出する。また、配線パターンの間には、メタライズ層をスパッタリング法で形成する際に生じた表面変質層が露出する。

このようにはみ出て残るメタライズ層をマスクとして、表面変質層を除去し、その後、配線パターンの下側の外周部に残るメタライズ層を除去する。表面変質層をエッチングするためには、過マンガン酸カリウムおよび水酸化ナトリウムが主成分のアルカリ系の過マンガン酸溶液を使用することが好ましい。また、配線パターンの下側の外周部に残るメタライズ層をエッチングするためには、塩酸および硫酸が主成分の塩酸系のニッケル／クロムエッチング液を使用することが好ましい。従って、表面変質層を除去した後に、配線パターンの下側の外周部に残るメタライズ層を除去するので、表面変質層は、配線パターンの下側の外周部から５μｍ以下の幅で余分に残ることになる。

最後に、形成された配線パターンの表面にめっきを行う。

以上により、本発明のフレキシブル配線基板を製造する。

（実施例１〜３）
以下に、本発明よる実施例１〜３について図１を用いて説明する。図１は、本発明のフレキシブル配線基板の製造方法の一実施例を示すために、各工程でのフレキシブル配線基板を示した断面図である。

厚さ３８μｍのポリイミドフィルムの絶縁フィルム（１）の上に、スパッタリング法で形成された厚さ１７０ÅのＮｉ／Ｃｒメタライズ層（３）と、厚さ８μｍの銅箔層（４）が形成されたフレキシブル配線基板用材料を用いた。ポリイミドフィルム（１）には、メタライズ層（３）を形成する際のスパッタリング法で、厚さ２０ｎｍの表面変質層（２）が生じる。

先ず、図１（ａ）に示すように、フレキシブル配線基板用材料にドライフィルムレジスト（５）をラミネートし、所定の配線パターンを露光および現像して、フォトレジストパターンを形成した。

次に、塩化銅溶液を用いてスプレーエッチングして、配線パターンを形成し、さらに水酸化ナトリウム水溶液を用いてフォトレジストを剥離および除去した。

得られた配線パターンを顕微鏡で観察すると、図１（ｂ）に示すように、配線パターンの下側の外周部を囲むように、メタライズ層（３）が残って金属層（４）の下から露出していることが確認できた。

さらに、過マンガン酸カリウム濃度５０ｇ／ｌ、水酸化ナトリウム濃度４０ｇ／ｌの溶液に、温度４０℃の条件で９０ｓｅｃ、浸漬し、図１（ｃ）に示すように、表面変質層（２）を除去した。

さらに、市販のニッケル／クロム選択エッチング液（メック株式会社製、品名：メックリムーバー、型式：ＣＨ１９２０）を用いて、温度４０℃の条件で１８０ｓｅｃ間、浸漬して、配線パターンの下側の外周部に残るメタライズ層（３）を、図１（ｄ）に示すように、除去した。図１（ｄ）は、一部を拡大して示した。表面変質層（２）は、配線パターンの下側の外周部から５μｍ以下の幅で余分に残った。

最後に、形成された配線パターンの表面に、図１（ｅ）に示すように錫めっき（６）を行った。

以上のようにして得られたフレキシブル配線基板について、ピール強度をＴＥＮＳＩＬＯＮ（ＯＲＩＥＮＴＥＣ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ製、型式ＴＲＭ−５０）により、測定した。測定結果を、表１に示す。

（従来例１〜３）
比較のために、従来施術によりフレキシブル配線基板を製造した。従来技術による従来例１〜３について図２を用いて説明する。

厚さ３８μｍのポリイミドフィルムの絶縁フィルム（１）の上に、スパッタリング法で形成された厚さ１７０ÅのＮｉ／Ｃｒメタライズ層（３）と、厚さ８μｍの銅箔層（４）が形成されたフレキシブル配線基板用材料を用いた。ポリイミドフィルム（１）には、メタライズ層（３）を形成する際のスパッタリング法で、厚さ２０ｎｍの表面変質層（２）が生じる。

先ず、図２（ａ）に示すように、フレキシブル配線基板用材料にドライフィルムレジスト（５）をラミネートし、所定の配線パターンを露光および現像して、フォトレジストパターンを形成した。

次に、塩化銅溶液を用いてスプレーエッチングして、配線パターンを形成し、さらに水酸化ナトリウム水溶液を用いてフォトレジストを剥離および除去した。

得られた配線パターンを顕微鏡で観察すると、図２（ｂ）に示すように、配線パターンの下側の外周部を囲むように、メタライズ層（３）が残って金属層（４）の下から露出していることが確認できた。

さらに、市販のニッケル／クロム選択エッチング液（メック株式会社製、品名：メックリムーバー、型式：ＣＨ１９２０）を用いて、温度４０℃の条件で１８０ｓｅｃ間、浸漬して、配線パターンの下側の外周部に残るメタライズ層を、図２（ｃ）に示すように、除去した。

さらに、過マンガン酸カリウム濃度５０ｇ／ｌ、水酸化ナトリウム濃度４０ｇ／ｌの溶液に、温度４０℃の条件で９０ｓｅｃ、浸漬し、図２（ｄ）に示すように、表面変質層（２）を除去した。

最後に、形成された配線パターンの表面に、図２（ｅ）に示すように錫めっき（６）を行った。

以上のようにして得られたフレキシブル配線基板について、ピール強度をＴＥＮＳＩＬＯＮ（ＯＲＩＥＮＴＥＣ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ製、型式ＴＲＭ−５０）により、測定した。測定結果を、表２に示す。表１および表２から、従来例１〜３に比べて、本発明の実施例１〜３では、ピール強度が向上することが分かる。

本発明のフレキシブル配線基板の製造方法の一実施例を示すために、各工程でのフレキシブル配線基板を示した断面図である。 従来のフレキシブル配線基板の製造方法を示すために、各工程でのフレキシブル配線基板を示した断面図である。

符号の説明

１ 絶縁フィルム
２ 絶縁フィルムが変質した表面変質層
３ メタライズ層
４ 金属層
５ フォトレジスト
６ めっき

Claims (3)

1. 絶縁フィルムの少なくとも片側の面にスパッタリング法により形成されたメタライズ層と、該メタライズ層の上に形成された金属層とを有するフレキシブル配線基板用材料を用いて、エッチング法によって前記メタライズ層および前記金属層を所定の配線パターンに形成し、前記金属層の下から前記メタライズ層が露出した状態において、前記配線パターンの間に露出した絶縁フィルムの表面変質層を除去し、その後、該表面変質層の上に残るメタライズ層であって、前記金属層の下から露出している部分を除去することを特徴とするフレキシブル配線基板の製造方法。
2. 絶縁フィルムの少なくとも片側の面にスパッタリング法により形成されたメタライズ層と、該メタライズ層の上に形成された金属層とからなる所定の配線パターンを有するフレキシブル配線基板であって、前記金属層の下から前記メタライズ層がはみ出ておらず、かつ、前記スパッタリング法による絶縁フィルムの表面変質層が、前記配線パターンの間に、平面視で前記配線パターンから所定の幅だけ出ていることを特徴とするフレキシブル配線基板。
3. 平面視で前記配線パターンより出る前記表面変質層の幅は、５μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブル配線基板。

Images