JP4523120B2

JP4523120B2 - Through-hole diameter control method in etching polyimide film substrate

Info

Publication number: JP4523120B2
Application number: JP2000184433A
Authority: JP
Inventors: 利夫浦島; 隆志小国; 雅典秋田; 稔小山; 篤鈴木; 優子橋野; 美晴金子
Original assignee: RAYTECH, INC.; Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: RAYTECH, INC.; Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2020-06-20
Also published as: JP2002009418A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリイミドフィルム基材をエッチングによって貫通孔を形成する場合に、孔の開口径差が所定の範囲以上になるように制御せしめることを特徴とする貫通孔径制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にポリイミド樹脂は耐熱性、電気絶縁性に優れており、ＣＳＰや多層基板に広く実用化されており、その際にポリイミドフィルム基材上に形成された配線等を基材間の導電性貫通孔によって連結する方法が用いられる。
【０００３】
該ポリイミドフィルム基材１に貫通孔を形成する場合は図７から図１０に示されるように、ポリイミドフィルム基材１の一方の面に感光性ドライフィルム２を、他方の面にカバーフィルム３をラミネートし（図７）、該感光性ドライフィルム２に対して露光・現像して孔のあるパターンマスク４を形成した後（図８）、通常のケミカルエッチング液で該ポリイミドフィルム基材１をエッチングし（図９）、該感光性ドライフィルム２およびカバーフィルム３を剥離すると、貫通孔５を有するポリイミドフィルム基材１を得られる（図１０）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような貫通孔形成方法によって形成された貫通孔５は、銅マスクや感光性ドライフィルムマスクを用いる片側からのみのケミカルエッチングであるため、マスク開口部では等方的にエッチングが進行し、孔の側壁の角度はほぼ４５度に保ったまま、時間に比例して深さ方向に反応が進むが、貫通直前にカバーフィルム３に移行する段階でポリイミドフィルム基材１は薄膜状態となり、貫通と同時にカバーフィルム３とエッチング液が接触し、液の拡散が不均一な状態になり、接着部分への浸透が発生し、サイドエッチングが起こりやすくなる。そのため、孔径のばらつきが起こりやすく、特に、孔の開口孔径比が大きく、かつ、小径側が１０μ〜２０μ程度の微小径の孔を形成する場合は、孔径の制御ができないという問題があった。
【０００５】
更に、片側エッチングによる貫通孔形成では、ポリイミドフィルム基材１の厚みを大きくすると、孔が貫通しなかったり、孔を貫通させるために薄い基材を用いると、貫通孔径比が小さくなるという問題があった。
【０００６】
本発明はポリイミドフィルム基材のエッチング処理において、孔の開口孔径比が３以上でかつ、ばらつきが少ない貫通孔を形成することができる貫通孔径制御方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るポリイミドフィルム基材１の貫通孔径制御方法は、ポリイミドフィルム基材１に２００μｍ以下の貫通孔形成する場合において、該ポリイミドフィルム基材１の一方の面に感光性ドライフィルム２を、他方の面にカバーフィルム３をそれぞれラミネートし、感光性ドライフィルム２を露光・現像して孔のあるパターンマスク４を形成した後、エッチング液を用いて該感光性ドライフィルムパターンの面から１段目のエッチングを行い、孔が貫通する前にエッチングを停止し、両面のフィルムを剥離し、開口している面をカバーフィルム３で保護した後、他方のポリイミドフィルム基材表面を所定の厚さで全面エッチングを行い、上下の開口径比が大きな貫通孔５を形成するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るポリイミドフィルム基材１の貫通孔径制御方法を図１から図５に基づいて説明する。
ポリイミドフィルム基材１の一方の面に感光性ドライフィルム２を、他方の面にカバーフィルム３をそれぞれラミネートする（図１）。
【００１１】
次に感光性ドライフィルム２を露光・現像して孔２ａを有するパターンマスクを形成し（図２）、エッチング液を用いて該感光性ドライフィルム２側の面からエッチング処理を行い、孔２ａ位置におけるポリイミドフィルム基材１に孔１ａが穿設され、貫通する前にエッチング処理を停止する（図３）。
【００１２】
そして、ポリイミドフィルム基材１の両面のフィルムを剥離した後、ポリイミドフィルム基材１に孔１ａが開口された面にカバーフィルム３をラミネートし（図４）、他方のポリイミドフィルム基材１表面を所定の厚さで全面エッチング処理を行い、孔１ａの上下の開口径比が大きな貫通孔５を形成する（図５）。
【００１３】
ポリイミドフィルム基材１としては市販のすべてのポリイミドフィルム基材を適用でき、例えば、東レデュポン（株）製“カプトン”、カネボウ（株）製“アピカル”、宇部興産（株）製“ユーピレックス”などを使用することができる。
【００１４】
感光性ドライフィルム２としては、アルカリ現像ネガ型ドライフィルムが適用され、例えば、日合モートン（株）の“ラミナーＡＸ”や“ＮＩＴ”などのアクリル系ドライフィルムを使用することができる。
【００１５】
エッチング時にエッチングの必要のないポリイミド面を保護するために使用されるカバーフィルム３としては、例えば、接着剤付きのポリプロピレンフィルムやカバー付きのアクリル系ドライフィルムなどを使用することができ、エッチング液としては、アルカリエッチング水溶液があげられ、特に一定温度におけるエッチング速度がほぼ一定なので、エッチングの制御が容易な東レエンジニアリング（株）製のエッチング液“ＴＰＥ−３０００、４０００”が好ましい。
【００１６】
アルカリ現像ネガ型ドライフィルムを用いる場合、マスク孔径が５０μｍ以下になると、孔内においてはエッチング液の循環・置換が不十分になるため、エッチング速度が低下するが、開口部付近においてはエッチング速度が一定に保たれた状態で進行し、この際マスク下面ではサイドエッチングを伴うため、開口部孔径（Ｒ₁）はマスク径（ｒ）よりも大きくなり、図１１に示すようにテーパー角（θ）の大きな円錐状の孔が形成される。
【００１７】
この状態で、エッチングを停止し、開口部の反対側のポリイミドフィルム基材表面を所定の厚さ（ΔＤ）までエッチングすると、図１２に示すように孔径ばらつきの小さな孔が形成される。
【００１８】
また、図６に示すように、１段目のエッチング時間〔ｔ₁（分）〕、全面エッチング時間〔ｔ₂（分）〕、１段目のエッチングで得られる開口径〔Ｒ₁（μｍ）〕、全面エッチングで得られる開口径〔Ｒ₂（μｍ）〕、マスク径〔ｒ（μｍ）〕、エッチング速度〔Ｅｖ（μｍ／分）〕、孔内部でのエッチング速度補正係数（α）、１段目のエッチング後の未貫通孔深さ〔ｄ₁（μｍ）〕、全面エッチングにおいて削られる未貫通孔の先端部のポリイミドフィルム厚み〔ｄ₂（μｍ）〕およびポリイミドフィルム厚み〔Ｄ（μｍ）〕が、式（１）から式（７）を満たす条件で貫通孔を形成することにより、孔径ばらつきの少ない貫通孔を形成することができる。
【００１９】
（Ｒ₁−ｒ）／２＝αＥｖ×ｔ₁＝ｄ₁＜Ｄ（１）
Ｒ₁：Ｒ₂＝ｄ₁：ｄ₂ （２）
Ｄ＞ｒ（３）
ΔＤ＝Ｅｖ×ｔ₂ （４）
ΔＤ＝Ｄ−ｄ₁＋ｄ₂ （５）
Ｒ₁／ｒ≧３（６）
０．８≦α≦０．９（７）
〔実施例１〕
ポリイミドフィルム基材１として東レデュポン（株）製の“カプトンＥＮ”厚さ（Ｄ）が５０μｍのものを使用し、一方の面に感光性ドライフィルム２として日合モートン（株）製の“ラミナーＡＸ２５”を、他方の面にカバーフィルム３としてポリプロピレンフィルムをラミネートした後、孔径ドットが３０μｍのフォトマスクによって露光・現像し、感光性ドライフィルム２に対して孔径（ｒ）３０μｍのパターンマスクを形成した。
【００２０】
ついで、この試験片をエッチング液として東レエンジニアリング（株）製の“ＴＰＥ−３０００”を入れたビーカー内に浸漬させ、エッチング液をスターラーで撹拌させながら８０℃で７分間（ｔ₁）エッチング処理した。該処理後に感光性ドライフィルム２とカバーフィルム３を剥離した状態でポリイミドフィルム基材１の孔１ａの開口径を測定すると、開口部の径が１０８〜１１５μｍ、底部の孔径が７〜９μｍで、孔の深さ（ｄ₁）が３８〜４０μｍまで達していた。
【００２１】
次に、開口部が形成された面をカバーフィルム３によって覆った後、他方の面を同様に同一のエッチング液“ＴＰＥ−３０００”を使い、８０℃で１分間（ｔ₂）１５μｍ（ΔＤ）全面エッチングを行った。
【００２２】
エッチング処理後の孔の開口径を測定すると、各孔の貫通率は１００％で上部開口部の孔径が１０８〜１１５μｍ、底部の開口部の孔径が２９〜３５μｍの貫通孔５を穿設することができ、この場合のポリイミドフィルム基材１の最終厚さ（Ｄ_a）は３６μｍであり、孔径比が３．２以上の貫通孔５を得ることができた。
【００２３】
〔実施例２〕
ポリイミドフィルム基材1として東レデュポン（株）製の“カプトンＥＮ”厚さ（Ｄ）が５０μｍのものを使用し、一方の面に感光性ドライフィルム２として日合モートン（株）製の“ラミナーＡＸ２５”を、他方の面にカバーフィルム３としてポリプロピレンフィルムをラミネートした後、孔径ドットが３０μｍのフォトマスクによって露光・現像し、感光性ドライフィルム２に対して孔径（ｒ）３０μｍのパターンマスクを形成した。
【００２４】
ついで、この試験片をエッチング液として東レエンジニアリング（株）製の“ＴＰＥ−４０００”を入れたビーカー内に浸漬させ、エッチング液をスターラーで撹拌させながら８０℃で７分間（ｔ₁）エッチング処理した。該処理後に感光性ドライフィルム２とカバーフィルム３を剥離した状態でポリイミドフィルム基材1の孔１ａの開口径を測定すると開口部の径が１１５〜１１８μｍ、底部の孔径が５〜６μｍで、孔の深さ（ｄ₁）が４１〜４３μｍまで達していた。
【００２５】
次に、開口部が形成された面をカバーフィルム３によって覆った後、他方の面を同様にエッチング液“ＴＰＥ−３０００”を使い８０℃で３０秒間（ｔ₂）９μｍ（ΔＤ）全面エッチングを行った。
【００２６】
エッチング処理後の孔の開口径を測定すると、各孔の貫通率は１００％で上部開口部の孔径が１１５〜１１８μｍ、底部の開口部の孔径が１４〜１８μｍの貫通孔５を穿設することができ、この場合のポリイミドフィルム基材１の最終厚さ（Ｄ_a）は４１μｍであり、孔径比が６．３以上の貫通孔５を得ることができた。
【００２７】
〔実施例３〕
ポリイミドフィルム基材1として東レデュポン（株）製の“カプトンＥＮ”の厚さ（Ｄ）が５０μｍのものを使用し、一方の面に感光性ドライフィルム２として日合モートン（株）製の“ラミナーＡＸ２５”を、他方の面にカバーフィルム３としてポリプロピレンフィルムをラミネートした後、孔径ドットが２５μｍのフォトマスクで露光・現像し、感光性ドライフィルム２に対して孔径（ｒ）２５μｍのパターンマスクを形成した。
【００２８】
ついで、この試験片をエッチング液として東レエンジニアリング（株）製の“ＴＰＥ−４０００”を入れたビーカー内に浸漬させ、液中でスプレー圧３ｋｇ／ｃｍ²、８０℃で６分間（ｔ₁）スプレーエッチング処理した。該処理後に感光性ドライフィルム２とカバーフィルム３を剥離した状態でポリイミドフィルム基材1の孔１ａの開口径を測定すると、開口部の径が１０２〜１１１μｍ、底部の孔径が４〜６μｍの孔の深さ（ｄ₁）が４０〜４２μｍまで達していた。
【００２９】
次に、開口部が形成された面をカバーフィルム３によって覆った後、他方の面を同様にエッチング液“ＴＰＥ−３０００”で８０℃で５０秒間（ｔ₂）ビーカー中で全面エッチングを行った。
【００３０】
エッチング処理後の孔の開口径を測定すると、各孔の貫通率は１００％で上部開口部の孔径が１０２〜１１１μｍ、底部の開口部の孔径が１２〜１９μｍの貫通孔５を穿設することができ、この場合のポリイミドフィルム基材1の最終厚さ（Ｄ_a）は３９μｍであり、孔径比は５．４以上であった。
【００３１】
〔実施例４〕
ポリイミドフィルム基材１として東レデュポン（株）製の“カプトンＥＮ”厚さ（Ｄ）が５０μｍのものを使用し、一方の面に感光性ドライフィルム２として日合モートン（株）製の“ラミナーＡＸ２５”を、他方の面にカバーフィルム３としてポリプロピレンフィルムをラミネートした後、孔径ドットが４０μｍのフォトマスクで露光・現像し、感光性ドライフィルム２に対して孔径（ｒ）４０μｍのパターンマスクを形成した。
【００３２】
ついで、この試験片をエッチング液として東レエンジニアリング（株）製の“ＴＰＥ−４０００”を入れたビーカー内に浸漬させ、液中でスプレー圧３ｋｇ／ｃｍ²、８０℃で６分間（ｔ₁）のスプレーエッチング処理した。該処理後に感光性ドライフィルム２とカバーフィルム３を剥離した状態でポリイミドフィルム基材１の孔１ａの開口径を測定したところには開口部の径が１２５〜１３５μｍ、底部の孔径が７〜９μｍの孔の深さ（ｄ₁）が４０〜４２μｍまで達していた。
【００３３】
次に、開口部が形成された面をカバーフィルム３によって覆った後、他方の面を同様に“ＴＰＥ−３０００”で８０℃で３０秒間（ｔ₂）ビーカー中で全面エッチングを行った。
【００３４】
エッチング処理後の孔の開口径を測定すると、各孔の貫通率は１００％で上部開口部の孔径が１２５〜１３５μｍ、底部の開口部の孔径が１２〜１５μｍの貫通孔５を穿設することができ、この場合のポリイミドフィルム基材１の最終厚さ（Ｄ_a）は４０μであり、孔径比は８．３以上あった。
【００３５】
〔実施例５〕
実施例１において、全面エッチングの時間（ｔ₂）を変え、その他すべてを同じ条件で実験を行った結果は表１に示すとおりであり、全面エッチング時間（ｔ₂）を変えることにより、全面エッチングで削られるフィルム厚み（ΔＤ）を制御し、上部の開口孔径と底部の開口孔径比が３以下である場合においても、底部の孔径のばらつきを小さく制御することができた。
【００３６】
【表１】

【００３７】
〔比較例〕
ポリイミドフィルム基材１として東レデュポン（株）製の“カプトンＥＮ”厚さ（Ｄ）が５０μｍのものを使用し、感光性ドライフィルム２として日合モートン（株）製の“ラミナーＡＸ２５”を、他方の面にカバーフィルム３としてポリプロピレンフィルムをラミネートした後、孔径ドットが２５、３０、４０μｍのフォトマスクで露光・現像し、感光性ドライフィルム２に対して孔径（ｒ）２５、３０、４０μｍのパターンマスクを形成した。
【００３８】
ついで、試験片をエッチング液として東レエンジニアリング（株）製の“ＴＰＥ−４０００”を入れたビーカー内に浸漬させ、液中でスプレー圧３ｋｇ／ｃｍ²、８０℃で７分間１段のみのスプレーエッチング処理を行った結果は表２に示す通りであり、マスク径が２５μ、３０μの場合は該１段エッチング処理では貫通孔は得られなかった。また、マスク径が４０μの場合は貫通孔を得ることはできたが、本発明の方法を用いた場合に比べ、底部の開口孔径が１０〜３５μｍと孔径のばらつきが大きい貫通孔しか得られなかった。
【００３９】
【表２】

【００４０】
【発明の効果】
ポリイミドフィルム基材の一方の面に感光性ドライフィルムを、他方の面にカバーフィルムをそれぞれラミネートし、感光性ドライフィルムを露光・現像して孔部を有するパターンマスクを形成した後、エッチング液を用いて前記感光性ドライフィルム側の面から１段目のエッチングを行い、孔部が貫通する前にエッチングを停止し、両面のフィルムを剥離し、前記孔部が開口された面をカバーフィルムで保護した後、他方のポリイミドフィルム基材表面を所定の厚さで全面エッチングを行うことにより前記孔が任意の径で貫通するように制御せしめると、上下の開口孔径を孔径のばらつきが小さく制御できると共に、上下の孔径比が大きな貫通孔を得ることができる。
【００４１】
ポリイミドフィルム基材に２００μｍ以下の貫通孔を形成する場合において、貫通孔の両開口部の径比が３以上に制御せしめることにより、後工程での導電性樹脂等の注入・封止が容易となる。
【００４２】
１段目のエッチング時間〔ｔ₁（分）〕、全面エッチング時間〔ｔ₂（分）〕、１段目のエッチングで得られる開口径〔Ｒ₁（μｍ）〕、全面エッチングで得られる開口径〔Ｒ₂（μｍ）〕、マスク径〔ｒ（μｍ）〕、エッチング速度〔Ｅｖ（μｍ／分）〕、孔内部でのエッチング速度補正係数（α）、１段目のエッチング後の未貫通孔深さ〔ｄ₁（μｍ）〕、全面エッチングにおいて削られる未貫通孔の先端部のポリイミドフィルム厚み〔ｄ₂（μｍ）〕、ポリイミドフィルム厚み〔Ｄ（μｍ）〕および全面エッチングで削られるフィルム厚み〔ΔＤ（μｍ）〕が、（Ｒ₁−ｒ）／２＝αＥｖ×ｔ₁＝ｄ₁＜Ｄ、Ｒ₁：Ｒ₂＝ｄ₁：ｄ₂、Ｄ＞ｒ、ΔＤ＝Ｅｖ×ｔ₂、ΔＤ＝Ｄ−ｄ₁＋ｄ₂、Ｒ₁／ｒ≧３、０．８≦α≦０．９を満たすと、必要とする開口径を有する貫通孔加工処理が確実にできる。
【００４３】
感光性ドライフィルムにアルカリ現像型のフィルムを使用することにより、マスク下部のサイドエッチングによりマスク径よりも大きいテーパー角を有する貫通孔を得ることができる。
【００４４】
エッチング液に無機アルカリ水酸化物とアミン化合物の水溶液からなる液を使用することにより、一定温度におけるエッチング速度がほぼ一定となりエッチングの制御が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリイミドフィルム基材に感光性ドライフィルムとカバーフィルムをラミネートしたエッチング処理前の状態を示す断面図である。
【図２】感光性ドライフィルムにマスクパターンを形成した状態を示す断面図である。
【図３】ポリイミドフィルム基材に１段目のエッチング処理を行った状態を示す断面図である。
【図４】ポリイミドフィルム基材に全面エッチング処理を行った状態を示す断面図である。
【図５】ポリイミドフィルム基材に貫通孔が形成された状態を示す断面図である。
【図６】ポリイミドフィルム基材に形成された貫通孔の拡大図である。
【図７】ポリイミドフィルム基材に感光性ドライフィルムとカバーフィルムをラミネートしたエッチング処理前の状態を示す断面図である。
【図８】感光性ドライフィルムにマスクパターンを形成した状態を示す断面図である。
【図９】ポリイミドフィルム基材に片側からのエッチング処理を行った状態を示す断面図である。
【図１０】ポリイミドフィルム基材に片側からのエッチング処理を行い貫通孔が形成された状態を示す断面図である。
【図１１】ポリイミドフィルム基材に１段目のエッチング処理を行った状態を示す斜視図である。
【図１２】ポリイミドフィルム基材に形成された貫通孔を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ポリイミドフィルム基材
２感光性ドライフィルム
３カバーフィルム
４マスクパターン
５貫通孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for controlling a through-hole diameter, characterized in that when a through-hole is formed by etching a polyimide film substrate, the opening diameter difference between the holes is controlled to be within a predetermined range.
[0002]
[Prior art]
In general, polyimide resin is excellent in heat resistance and electrical insulation, and is widely put into practical use in CSP and multilayer substrates. At that time, the wiring formed on the polyimide film substrate is used as a conductive through hole between the substrates. The method of concatenating is used.
[0003]
When forming a through-hole in the polyimide film substrate 1, as shown in FIGS. 7 to 10, the photosensitive dry film 2 is provided on one surface of the polyimide film substrate 1, and the cover film 3 is provided on the other surface. After laminating (FIG. 7) and exposing and developing the photosensitive dry film 2 to form a pattern mask 4 with holes (FIG. 8), the polyimide film substrate 1 is etched with a normal chemical etching solution. When the photosensitive dry film 2 and the cover film 3 are peeled off (FIG. 9), the polyimide film substrate 1 having the through holes 5 can be obtained (FIG. 10).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the through-hole 5 formed by the above-described through-hole forming method is chemical etching only from one side using a copper mask or a photosensitive dry film mask, etching proceeds isotropically at the mask opening, The reaction proceeds in the depth direction in proportion to the time while maintaining the angle of the side wall of the hole at approximately 45 degrees, but the polyimide film substrate 1 becomes a thin film state at the stage of transition to the cover film 3 immediately before the penetration, and the penetration At the same time, the cover film 3 and the etching solution come into contact with each other, so that the diffusion of the solution becomes uneven, penetration into the bonded portion occurs, and side etching is likely to occur. For this reason, there is a problem that variation in hole diameters is likely to occur, and in particular, when the hole diameter ratio of the holes is large and a small diameter hole having a small diameter of about 10 μm to 20 μm is formed, the hole diameter cannot be controlled.
[0005]
Furthermore, in the formation of through holes by one-side etching, there is a problem that if the thickness of the polyimide film substrate 1 is increased, the holes do not penetrate, or if a thin substrate is used to penetrate the holes, the through hole diameter ratio is reduced. there were.
[0006]
The present invention provides a through hole diameter control method capable of forming a through hole having a hole diameter ratio of 3 or more and less variation in etching treatment of a polyimide film substrate.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the through hole diameter control method of the polyimide film substrate 1 according to the present invention is such that when a through hole of 200 μm or less is formed in the polyimide film substrate 1, one of the polyimide film substrates 1 A photosensitive dry film 2 is laminated on one side and a cover film 3 is laminated on the other side, and the photosensitive dry film 2 is exposed and developed to form a pattern mask 4 having a hole, and then the photosensitive dry film 2 is etched using an etching solution. Etch the first step from the surface of the conductive dry film pattern, stop the etching before the hole penetrates, peel off the films on both sides, protect the open surface with the cover film 3, and then the other polyimide The entire surface of the film substrate is etched with a predetermined thickness to form a through hole 5 having a large ratio of upper and lower opening diameters.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The through-hole diameter control method of the polyimide film base material 1 which concerns on this invention is demonstrated based on FIGS.
A photosensitive dry film 2 is laminated on one surface of the polyimide film substrate 1, and a cover film 3 is laminated on the other surface (FIG. 1).
[0011]
Next, the photosensitive dry film 2 is exposed and developed to form a pattern mask having holes 2a (FIG. 2), and an etching process is performed from the surface on the photosensitive dry film 2 side using an etching solution, so that the positions of the holes 2a A hole 1a is formed in the polyimide film substrate 1 and the etching process is stopped before penetrating (FIG. 3).
[0012]
And after peeling the film of both surfaces of the polyimide film base material 1, the cover film 3 is laminated on the surface by which the hole 1a was opened to the polyimide film base material 1 (FIG. 4), and the other polyimide film base material 1 surface is covered. The entire surface is etched with a predetermined thickness to form a through hole 5 having a large ratio of the upper and lower diameters of the hole 1a (FIG. 5).
[0013]
As the polyimide film substrate 1, all commercially available polyimide film substrates can be applied. For example, “Kapton” manufactured by Toray DuPont Co., Ltd. “Apical” manufactured by Kanebo Co., Ltd., “Upilex” manufactured by Ube Industries, Ltd., etc. Can be used.
[0014]
As the photosensitive dry film 2, an alkali developing negative type dry film is applied. For example, an acrylic dry film such as “Laminar AX” or “NIT” manufactured by Niigata Morton Co., Ltd. can be used.
[0015]
As the cover film 3 used for protecting the polyimide surface that does not need to be etched at the time of etching, for example, a polypropylene film with an adhesive or an acrylic dry film with a cover can be used as an etching solution. In particular, an alkaline etching aqueous solution is used, and an etching solution “TPE-3000, 4000” manufactured by Toray Engineering Co., Ltd., which allows easy control of etching, is preferable because the etching rate at a constant temperature is almost constant.
[0016]
In the case of using an alkali developing negative dry film, if the mask hole diameter is 50 μm or less, the etching rate decreases because the etching solution is not sufficiently circulated and replaced in the hole, but the etching rate is reduced near the opening. The process proceeds in a state of being kept constant, and at this time, side etching is performed on the lower surface of the mask, so that the opening hole diameter (R ₁ ) becomes larger than the mask diameter (r), and the taper angle (θ) as shown in FIG. Large conical holes are formed.
[0017]
In this state, when etching is stopped and the surface of the polyimide film base opposite to the opening is etched to a predetermined thickness (ΔD), holes with small hole diameter variations are formed as shown in FIG.
[0018]
Further, as shown in FIG. 6, the first stage etching time [t ₁ (min)], the entire surface etching time [t ₂ (min)], and the opening diameter [R ₁ (μm) obtained by the first stage etching. ], The opening diameter [R ₂ (μm)], the mask diameter [r (μm)], the etching rate [Ev (μm / min)] obtained by the whole surface etching, the etching rate correction coefficient (α) inside the hole, 1 Non-through hole depth [d ₁ (μm)] after stage etching, polyimide film thickness [d ₂ (μm)] and polyimide film thickness [D (μm)] However, by forming the through holes under the conditions satisfying the formulas (1) to (7), it is possible to form the through holes with little variation in the hole diameter.
[0019]
(R ₁ −r) / 2 = αEv × t ₁ = d ₁ <D (1)
R ₁ : R ₂ = d ₁ : d ₂ (2)
D> r (3)
ΔD = Ev × t ₂ (4)
ΔD = D−d ₁ + d ₂ (5)
R ₁ / r ≧ 3 (6)
0.8 ≦ α ≦ 0.9 (7)
[Example 1]
A polyimide film substrate 1 having a “Kapton EN” thickness (D) of 50 μm manufactured by Toray DuPont Co., Ltd. is used, and “Laminer” manufactured by Nichiai Morton Co., Ltd. is used as a photosensitive dry film 2 on one side. After laminating a polypropylene film as the cover film 3 on the other side of AX25 ″, exposure and development are performed with a photomask having a hole diameter dot of 30 μm to form a pattern mask having a hole diameter (r) of 30 μm on the photosensitive dry film 2 did.
[0020]
Next, this test piece was immersed in a beaker containing “TPE-3000” manufactured by Toray Engineering Co., Ltd. as an etching solution, and etched at 80 ° C. for 7 minutes (t ₁ ) while stirring the etching solution with a stirrer. . When the opening diameter of the hole 1a of the polyimide film substrate 1 is measured with the photosensitive dry film 2 and the cover film 3 peeled after the treatment, the opening diameter is 108 to 115 μm and the bottom hole diameter is 7 to 9 μm. The hole depth (d ₁ ) reached 38 to 40 μm.
[0021]
Next, after covering the surface in which the opening is formed with the cover film 3, the other surface is similarly used with the same etching solution “TPE-3000” and at 80 ° C. for 1 minute (t ₂ ) 15 μm (ΔD). Full surface etching was performed.
[0022]
When the opening diameters of the holes after the etching process are measured, the through-holes 5 having a penetration rate of 100%, a hole diameter of the upper opening of 108 to 115 μm, and a hole diameter of the opening of the bottom of 29 to 35 μm are formed. In this case, the final thickness (D _a ) of the polyimide film substrate 1 was 36 μm, and the through holes 5 having a hole diameter ratio of 3.2 or more could be obtained.
[0023]
[Example 2]
A polyimide film substrate 1 having a “Kapton EN” thickness (D) of 50 μm manufactured by Toray DuPont Co., Ltd. is used, and “Laminer” manufactured by Nichiai Morton Co., Ltd. is used as a photosensitive dry film 2 on one side. After laminating a polypropylene film as the cover film 3 on the other side of AX25 ″, exposure and development are performed with a photomask having a hole diameter dot of 30 μm to form a pattern mask having a hole diameter (r) of 30 μm on the photosensitive dry film 2 did.
[0024]
Next, this test piece was immersed in a beaker containing “TPE-4000” manufactured by Toray Engineering Co., Ltd. as an etching solution, and etched at 80 ° C. for 7 minutes (t ₁ ) while stirring the etching solution with a stirrer. . After the treatment, when the opening diameter of the hole 1a of the polyimide film substrate 1 is measured with the photosensitive dry film 2 and the cover film 3 peeled, the opening diameter is 115 to 118 μm, the bottom hole diameter is 5 to 6 μm, The depth (d ₁ ) reached 41 to 43 μm.
[0025]
Next, after covering the surface where the opening is formed with the cover film 3, the other surface is similarly etched using the etching solution “TPE-3000” at 80 ° C. for 30 seconds (t ₂ ) 9 μm (ΔD). went.
[0026]
When the opening diameters of the holes after the etching process are measured, the through-holes 5 having a penetration rate of 100%, a hole diameter of the upper opening of 115 to 118 μm, and a hole diameter of the opening of the bottom of 14 to 18 μm are formed. In this case, the final thickness (D _a ) of the polyimide film substrate 1 was 41 μm, and the through holes 5 having a hole diameter ratio of 6.3 or more could be obtained.
[0027]
Example 3
As the polyimide film base material 1, “Kapton EN” manufactured by Toray DuPont Co., Ltd. having a thickness (D) of 50 μm is used, and the photosensitive dry film 2 on one side is made by Nichiai Morton Co., Ltd. Laminar AX25 ″ is laminated with a polypropylene film as the cover film 3 on the other side, and then exposed and developed with a photomask having a pore diameter dot of 25 μm, and a pattern mask having a pore diameter (r) of 25 μm is formed on the photosensitive dry film 2. Formed.
[0028]
Next, this test piece is immersed in a beaker containing “TPE-4000” manufactured by Toray Engineering Co., Ltd. as an etching solution, and sprayed in the solution at a spray pressure of 3 kg / cm ² and 80 ° C. for 6 minutes (t ₁ ). Etched. When the opening diameter of the hole 1a of the polyimide film substrate 1 is measured with the photosensitive dry film 2 and the cover film 3 peeled after the treatment, the opening diameter is 102 to 111 μm and the bottom hole diameter is 4 to 6 μm. The depth (d ₁ ) reached 40 to 42 μm.
[0029]
Next, after the surface with the opening was covered with the cover film 3, the other surface was similarly etched with the etching solution “TPE-3000” at 80 ° C. for 50 seconds (t ₂ ) in a beaker. .
[0030]
When the opening diameters of the holes after the etching process are measured, the through-holes 5 are formed with a penetration rate of 100%, a hole diameter of the upper opening of 102 to 111 μm, and a hole diameter of the opening of the bottom of 12 to 19 μm. In this case, the final thickness (D _a ) of the polyimide film substrate 1 was 39 μm, and the pore diameter ratio was 5.4 or more.
[0031]
Example 4
A polyimide film substrate 1 having a “Kapton EN” thickness (D) of 50 μm manufactured by Toray DuPont Co., Ltd. is used, and “Laminer” manufactured by Nichiai Morton Co., Ltd. is used as a photosensitive dry film 2 on one side. After laminating a polypropylene film as a cover film 3 on the other side of AX25 ″, exposure and development with a photomask having a hole diameter dot of 40 μm, a pattern mask having a hole diameter (r) of 40 μm is formed on the photosensitive dry film 2 did.
[0032]
Next, the test piece was immersed in a beaker containing “TPE-4000” manufactured by Toray Engineering Co., Ltd. as an etching solution, and the spray pressure was 3 kg / cm ² at 80 ° C. for 6 minutes (t ₁ ). Spray etching treatment was performed. After the treatment, the opening diameter of the hole 1a of the polyimide film substrate 1 was measured with the photosensitive dry film 2 and the cover film 3 peeled. The opening diameter was 125 to 135 μm, and the bottom hole diameter was 7 to 9 μm. The depth (d ₁ ) of the holes reached 40 to 42 μm.
[0033]
Next, after covering the surface in which the opening was formed with the cover film 3, the other surface was similarly etched with “TPE-3000” at 80 ° C. for 30 seconds (t ₂ ) in a beaker.
[0034]
When the opening diameters of the holes after the etching process are measured, the through-holes 5 having a penetration rate of 100%, a hole diameter of the upper opening part of 125 to 135 μm, and a hole diameter of the opening part of the bottom part of 12 to 15 μm are formed. In this case, the final thickness (D _a ) of the polyimide film substrate 1 was 40 μm, and the pore diameter ratio was 8.3 or more.
[0035]
Example 5
In Example 1, the entire surface etching time (t ₂ ) was changed and the experiment was performed under the same conditions as shown in Table 1. By changing the entire surface etching time (t ₂ ), the entire surface etching was performed. Even when the thickness (ΔD) of the film scraped in step 1 was controlled and the ratio of the top opening hole diameter to the bottom opening hole diameter was 3 or less, the variation in the bottom hole diameter could be controlled to be small.
[0036]
[Table 1]

[0037]
[Comparative Example]
A polyimide film substrate 1 having a “Kapton EN” thickness (D) of 50 μm manufactured by Toray DuPont Co., Ltd. is used, and “Laminer AX25” manufactured by Nichigo Morton Co., Ltd. is used as the photosensitive dry film 2. After laminating a polypropylene film as the cover film 3 on the other surface, exposure and development were performed with a photomask having pore diameter dots of 25, 30, and 40 μm, and the photosensitive dry film 2 had pore diameters (r) of 25, 30, and 40 μm. A pattern mask was formed.
[0038]
Next, the test piece is immersed in a beaker containing “TPE-4000” manufactured by Toray Engineering Co., Ltd. as an etching solution, and spray etching is performed in a single step for 7 minutes at 80 ° C. under a spray pressure of 3 kg / cm ² . The results of the treatment are as shown in Table 2. When the mask diameter was 25 μm or 30 μm, no through hole was obtained by the one-step etching process. Moreover, when the mask diameter was 40 μm, the through hole could be obtained, but compared to the case of using the method of the present invention, only the through hole having a large variation in the hole diameter of 10 to 35 μm at the bottom was obtained. It was.
[0039]
[Table 2]

[0040]
【The invention's effect】
After laminating a photosensitive dry film on one side of the polyimide film substrate and a cover film on the other side, exposing and developing the photosensitive dry film to form a pattern mask having holes, etching solution is added. The first step of etching is performed from the surface on the photosensitive dry film side, the etching is stopped before the hole penetrates, the films on both sides are peeled off, and the surface on which the hole is opened is covered with a cover film. After the protection, the entire surface of the other polyimide film substrate is etched to a predetermined thickness so that the hole penetrates with an arbitrary diameter, so that the upper and lower opening diameters can be controlled with small variations in the hole diameter. At the same time, it is possible to obtain a through hole having a large upper and lower hole diameter ratio.
[0041]
When forming a through-hole of 200 μm or less in a polyimide film substrate, it is easy to inject and seal a conductive resin or the like in a later process by controlling the diameter ratio of both openings of the through-hole to 3 or more. Become.
[0042]
First stage etching time [t ₁ (min)], whole surface etching time [t ₂ (min)], opening diameter obtained by first stage etching [R ₁ (μm)], opening diameter obtained by whole surface etching [R ₂ (μm)], mask diameter [r (μm)], etching rate [Ev (μm / min)], etching rate correction coefficient (α) inside the hole, non-through hole after the first stage etching Depth [d ₁ (μm)], polyimide film thickness [d ₂ (μm)] at the tip of the non-penetrating hole cut in the whole surface etching, polyimide film thickness [D (μm)], and film thickness cut in the whole surface etching [ΔD (μm)] is (R ₁ −r) / 2 = αEv × t ₁ = d ₁ <D, R ₁ : R ₂ = d ₁ : d ₂ , D> r, ΔD = Ev × t ₂ , When meeting the _{ΔD = D-d 1 + d} 2, R 1 /r≧3,0.8≦α≦0.9, that require Through hole processing with opening diameter can be reliably.
[0043]
By using an alkali development type film as the photosensitive dry film, a through hole having a taper angle larger than the mask diameter can be obtained by side etching under the mask.
[0044]
By using a liquid made of an aqueous solution of an inorganic alkali hydroxide and an amine compound as the etching liquid, the etching rate at a constant temperature becomes almost constant, and the etching can be controlled easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state before an etching process in which a photosensitive dry film and a cover film are laminated on a polyimide film substrate.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a mask pattern is formed on a photosensitive dry film.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a first-stage etching process has been performed on a polyimide film substrate.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the entire surface of the polyimide film substrate has been subjected to an etching process.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which through holes are formed in a polyimide film substrate.
FIG. 6 is an enlarged view of a through hole formed in a polyimide film base material.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state before an etching process in which a photosensitive dry film and a cover film are laminated on a polyimide film substrate.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which a mask pattern is formed on a photosensitive dry film.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the polyimide film base material is etched from one side.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which a through-hole is formed by etching from one side of a polyimide film substrate.
FIG. 11 is a perspective view showing a state in which a first-stage etching process has been performed on a polyimide film substrate.
FIG. 12 is a perspective view showing a through hole formed in a polyimide film substrate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polyimide film base material 2 Photosensitive dry film 3 Cover film 4 Mask pattern 5 Through-hole

Claims

In the process of forming a through-hole in a polyimide film substrate, a photosensitive dry film is laminated on one surface of the polyimide film substrate and a cover film is laminated on the other surface, and the photosensitive dry film is exposed and developed to form holes. After forming the pattern mask having, the first step etching from the photosensitive dry film side surface using an etching solution, stopping the etching before the hole penetrates, peeling the film on both sides, After the surface where the hole is opened is protected with a cover film, the other polyimide film substrate surface is etched to a predetermined thickness so that the hole penetrates with an arbitrary diameter. A through-hole diameter control method characterized.

The through-hole diameter control method according to claim 1, wherein when a through-hole of 200 μm or less is formed in a polyimide film substrate, the diameter ratio of both opening holes of the through-hole is controlled to 3 or more.

3. The through hole diameter control method according to claim 1, wherein an alkali development type film is used as the photosensitive dry film.

The through hole diameter control method according to claim 1, wherein an etching solution comprising an aqueous solution of an inorganic alkali hydroxide and an amine compound is used as the etching solution .