JP4794975B2 - Build-up base material for multilayer flexible circuit board and method for producing multilayer flexible circuit board using the base material - Google Patents
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本発明は、ビルドアップ型多層フレキシブル回路基板の構造およびその製造方法に関し、とくに導電性突起を有するビルドアップ基材を用いた多層フレキシブル回路基板に関する。 The present invention relates to a structure of a build-up type multilayer flexible circuit board and a manufacturing method thereof, and more particularly to a multilayer flexible circuit board using a build-up base material having conductive protrusions.
近年、電子機器の小型化および高機能化はますます促進されてきており、そのため、回路基板に対する高密度化の要求が高まっている。そこで、回路基板を片面から両面、または3層以上の多層フレキシブル回路基板とすることにより、回路基板の高密度化を図っている。 In recent years, miniaturization and high functionality of electronic devices have been promoted more and more, and therefore, there is an increasing demand for higher density of circuit boards. Therefore, the circuit board is made to be a high-density circuit board by changing the circuit board from one side to both sides, or a multilayer flexible circuit board having three or more layers.
この一環として、各種電子部品を実装する多層フレキシブル回路基板や硬質回路基板間を、コネクタ等を介して接続するフレキシブル配線基板やフレキシブルフラットケーブルを一体化した可撓性ケーブル部を有する多層フレキシブル回路基板が、携帯電話などの小型電子機器を中心に広く普及している。 As part of this, a multilayer flexible circuit board that has a flexible cable part that integrates a flexible wiring board and a flexible flat cable that connect a multilayer flexible circuit board and a hard circuit board on which various electronic components are mounted via a connector or the like. However, it is widespread mainly in small electronic devices such as mobile phones.
一般的な多層フレキシブル回路基板の代表的な構造は、両面もしくは片面の回路基板を内層として使用し、それに外層となる回路基板を積層し、加熱、加圧により一体化した後、貫通穴の穴明け加工、およびめっき処理による配線層間の電気的な接続を施すことにより得られる構造が一般的である。 The typical structure of a general multilayer flexible circuit board is to use a double-sided or single-sided circuit board as the inner layer, stack the circuit board that is the outer layer on it, integrate it by heating and pressurizing, and then through holes A structure obtained by applying electrical connection between wiring layers by dawning and plating is common.
しかしながら、上記の方法では、電気的な層間接続を得るため、めっき処理を行うことが必要となる。めっき処理は、めっき処理工程自体の歩留まりが悪い、層間絶縁樹脂層の導通をとるための工程が煩雑である、また、めっき処理工程の安定した管理が難しく、導体厚みのばらつきがあるという欠点を有する。その結果、表層の平坦性、穴あけ部に対するめっき処理の信頼性確保の問題が課題として挙げられる。そして、厚みのばらつきは、そのまま回路形成能力にも影響し、高密度な表面実装などを行う上で不利となる。 However, in the above method, it is necessary to perform a plating process in order to obtain an electrical interlayer connection. The plating process has the disadvantage that the yield of the plating process itself is poor, the process for conducting the interlayer insulating resin layer is complicated, the stable management of the plating process is difficult, and the conductor thickness varies. Have. As a result, the problem of ensuring the flatness of the surface layer and the reliability of the plating treatment with respect to the drilled portion is raised as a problem. The variation in thickness directly affects the circuit formation capability, which is disadvantageous for high-density surface mounting.
そこで、特許文献1(請求項1〜12参照)に示す方法では、エッチングにより導電性突起を銅層上に形成し、層間絶縁樹脂に導電性突起を貫挿して順次積層し、加熱加圧により一体化する方法が示されている。
Therefore, in the method shown in Patent Document 1 (refer to
この方法では、内層となる回路基板と導電性突起を有するビルドアップ基材との電気的な層間接続は、導電性突起と内層となる回路基板とが加熱、加圧により一体化することにより得られるため、めっきが不要となる。 In this method, the electrical interlayer connection between the circuit board serving as the inner layer and the build-up base material having conductive protrusions is obtained by integrating the conductive protrusions and the circuit board serving as the inner layer by heating and pressing. Therefore, plating is not necessary.
めっきが不要となることから、金属層の厚みが安定して得られ、積層後の多層フレキシブル回路基板の平坦性が確保されるという点、表層の銅厚みが安定している点から回路形成に有利であること、また導通を得る金属部分の信頼性が確保されるだけではなく、導通部分の金属の体積が比較的大きいことから、電気的に大容量であることが利点として挙げられる。 Since plating is not required, the thickness of the metal layer can be obtained stably, the flatness of the multilayer flexible circuit board after lamination can be ensured, and the copper thickness of the surface layer can be stabilized for circuit formation. The advantage is not only that the reliability of the metal part that obtains conduction is ensured, but also that the volume of the metal in the conduction part is relatively large, so that the capacity is electrically large.
図25ないし図32は、特許文献1(請求項1〜12参照)に示す導電性突起を使用し、導電性突起を用いた接続による多層フレキシブル回路基板の製造方法を示す断面工程図である。
25 to 32 are cross-sectional process diagrams illustrating a method for manufacturing a multilayer flexible circuit board using the conductive protrusions described in Patent Document 1 (see
まず図25(1)に示すように、厚い銅層201/ニッケルなどからなるエッチングストッパー層202/薄い銅層203の3層構造を有する金属基材204を用意する。なお、銅層のみの金属基材を使用することも可能であるが、安定した形状の導電性突起を形成するため、ニッケルなどからなるエッチングストッパー層202を有する金属基材204を使用することが望ましい。
First, as shown in FIG. 25A, a
次に、図25(2)に示すように、金属基材204の銅層201と銅層203とをフォトレジスト膜205で保護する。次いで、図25(3)に示すように、それとは反対面となる導電性突起を形成する面となる銅層201にレジストパターン206を選択的に形成する。
Next, as shown in FIG. 25 (2), the
続いて、図25(4)に示すように、導電性突起207を銅層203上に、選択的なエッチング手法を用いて形成する。このとき、通常の銅のエッチング工程で使用するエッチング液、例えば塩化第2銅を含むエッチング液を用いて、銅層201の全体厚みの80から90%程度をエッチングし、次にニッケルに対する腐食性が低く、銅を選択的にエッチングするエッチング液、例えばアンモニアを含むアルカリ性のエッチング液を使用し、銅層201の残存部をエッチング除去してニッケル層202を露出させる。
Subsequently, as shown in FIG. 25 (4),
この後、図26(5)に示すように、フォトレジスト205、レジストパターン206を除去する。次に、図26(6)に示すように、銅に対する腐食性が低く、ニッケルを選択的にエッチングするエッチング液、例えば過酸化水素や硝酸を含むエッチング液を用いて表面に露出しているニッケル層202をエッチングにより除去することにより、同図(6)に示す構造とし、回路基材208とする。なお、導電性突起207の頂部の直径は約100〜500μm程度まで選択可能で、200μm以下が望ましい。
Thereafter, as shown in FIG. 26 (5), the
次いで、図26(7)に示すように、Bステージ状態のプリプレグ209、剥離シート210を導電性突起207が形成された面にプレス、ラミネーター等で貼り付ける。なお、プリプレグ209の代わりに、両面に熱可塑性ポリイミド樹脂を有するポリイミド樹脂等の接着性を有する絶縁性の樹脂を適用することも可能である。
Next, as shown in FIG. 26 (7), a B-
続いて、図26(8)に示すように導電性突起の頂部211を剥離シート210から露出させるために、ロール研磨等の機械研磨・CMP等の化学研磨等を行う。ここまでの工程で、導電性突起207が剥離シート210を貫通する構造を得る。この後、図27(9)に示すように剥離シート210を除去することで、導電性突起207がプリプレグ209を貫通したビルドアップ基材212を得る。
Subsequently, as shown in FIG. 26 (8), in order to expose the
次に、図27(10)に示すように、ポリイミド樹脂などの可撓性絶縁ベース材213の両面に銅層等の導電層214,215を有する、所謂、両面銅張板216を用意する。次いで、図27(11)に示すように、この両面銅張板216の導電層214,215に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法等を用いて回路パターンを形成し、内層回路217を形成する。
Next, as shown in FIG. 27 (10), a so-called double-sided copper-
続いて、図27(12)に示すように、内層回路217にポリイミド樹脂218を接着剤219を介し、張り合わせることでカバーフィルム220を形成し、内層回路基板とする。
Subsequently, as shown in FIG. 27 (12), the
この後、図28(13)に示すように、可撓性絶縁ベース材222の片面に銅箔等の導電層223を有する、所謂、片面銅張板224およびこれを金型等により所望の形状に打抜き加工した図27(12)の内層回路基板に張り合わせるための接着剤225を用意する。
Thereafter, as shown in FIG. 28 (13), a so-called single-sided copper-
次に、図28(14)に示すように、片面銅張板224と接着剤225を張り合わせ、これを金型等により所望の形状に打抜き加工し、接着剤付き片面銅張板226を得る。次いで、図28(15)に示すように、図28(13)に示した内層回路基板に接着剤222を介して図28(14)に示した接着剤付き片面銅張板226を積層する。
Next, as shown in FIG. 28 (14), a single-sided copper-
続いて、図29(16)に示すように、NCドリル等で導通用孔227を形成する。このとき、内層のカバーフィルム220のポリイミド樹脂218と接着剤219がドリル加工時に熱ダレを起こし、内層回路217へのスルーホールめっき付き周りが悪化するため、デスミア処理を行う。この後、図29(17)に示すように、導通用孔227に無電解めっきまたは導電化処理等を施した後、電気めっきでスルーホール228を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 29 (16), a
次に、図30(18)に示すように、上記スルーホール面に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて回路パターン229を形成し、ビルドアップ型多層フレキシブル回路基板の内層となるコア基板230を得る。
Next, as shown in FIG. 30 (18), a circuit pattern 229 is formed on the through-hole surface by using an etching method based on a normal photofabrication method to become an inner layer of a build-up type multilayer flexible circuit board. A
次いで、図31(19)に示すように、図15(9)で得たビルドアップ基材212を用意し、内層となるコア基板230に、ビルドアップ基材212の導電性突起207の面が対峙するよう臨ませる。
Next, as shown in FIG. 31 (19), the build-
最後に、図32(20)に示すごとく加熱加圧による積層を行い、ビルドアップ基材212を内層となるコア基板に積層する。この後、必要に応じて基板表面にフォトソルダーレジスト層の形成、半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、外形加工を行うことで多層フレキシブル回路基板231を得る。
Finally, as shown in FIG. 32 (20), lamination is performed by heating and pressing, and the build-
しかしながら、図26に示すように、導電性突起を有するビルドアップ基材と内層となる回路基板の層間の電気接続を得る場合、導電性突起を有するビルドアップ基材と内層となる回路基板の接続信頼性は、加熱加圧の条件により導電性突起に圧力をかけることが必要となり、コア基板の総厚み、コア基板に使用する層間絶縁樹脂の硬度、導電性突起の有無や導電性突起の配置されている密度により、コア基板に変形を与える場合がある。 However, as shown in FIG. 26, when an electrical connection between the build-up base material having conductive protrusions and the inner circuit board layer is obtained, the connection between the build-up base material having conductive protrusions and the inner circuit board is provided. For reliability, it is necessary to apply pressure to the conductive protrusions depending on the heating and pressing conditions. The total thickness of the core substrate, the hardness of the interlayer insulating resin used for the core substrate, the presence or absence of conductive protrusions, and the arrangement of the conductive protrusions Depending on the density, the core substrate may be deformed.
例えば、多層フレキシブル回路基板に導電性突起を有するビルドアップ基材を用いてビルドアップを行う場合、内層となる回路基板が樹脂フィルム等の柔らかい構成材料で構成されている場合、導電性突起を持つビルドアップ基材を積層後、コア基板の配線パターンへの歪み、クラックの発生が課題となる。 For example, when building up using a build-up base material having conductive protrusions on a multilayer flexible circuit board, if the circuit board as the inner layer is made of a soft constituent material such as a resin film, it has conductive protrusions. After the build-up base material is laminated, distortion to the wiring pattern of the core substrate and generation of cracks become problems.
そこで、その課題への対策として、特許文献2(請求項1〜8参照)に示す方法では、配線パターンの被接合面の少なくとも一部に配線パターン変形防止用の導電性ペースト製補強層を被覆形成し、導電性突起を有するビルドアップ基材を用いて積層する際、内層となる基板への変形を防ぐ方法が提案されている。
Therefore, as a countermeasure to the problem, in the method shown in Patent Document 2 (see
しかしながら、導電性ペースト製補強層を被覆形成した場合、導電性ペーストを被覆形成する工程が増える欠点、導電性ペースト製補強層の厚み管理が難しく、厚みばらつきを有する欠点、コア基板の表層に導電性ペーストが被覆形成されることから、積層時に層間絶縁樹脂の充填性が不均一になる欠点が挙げられる。 However, when a conductive paste reinforcing layer is formed by coating, there are disadvantages in that the process of forming the conductive paste is increased, the thickness of the conductive paste reinforcing layer is difficult to control, and there is a variation in thickness. Since the conductive paste is formed by coating, there is a drawback that the filling property of the interlayer insulating resin is not uniform at the time of lamination.
さらには導電性突起と銅層の接続を得る際、導電性ペーストを介することで、銅―銅接合がとれなくなり、銅―銅接合と比較して、導電性突起と銅層の接続信頼性が低下する欠点、導体抵抗値が上昇する欠点も挙げられる。そのため、特許文献2(請求項1〜8参照)による解決方法では、従来の課題を完全に解決できないことに加え、新たな課題が発生することが挙げられる。
これらのことから、導電性突起を有するビルドアップ基材を使用する多層フレキシブル回路基板において、コア基板の配線パターンへの歪み、クラックの発生を防ぐことが可能となる製造方法が望まれている。 For these reasons, in a multilayer flexible circuit board that uses a build-up base material having conductive protrusions, a manufacturing method that can prevent distortion and cracks in the wiring pattern of the core board is desired.
本発明は、導電性突起を有するビルドアップ基材を使用した多層フレキシブル回路基板において、導電性突起による導通信頼性の確保とコア基板の配線パターンへの歪み、クラックの発生を抑えることの両立を可能とする多層フレキシブル回路基板用ビルドアップ基材、およびそのような多層フレキシブル回路基板を安価かつ安定的に製造する方法を提供することを目的とする。 In the multilayer flexible circuit board using a build-up base material having conductive protrusions, the present invention achieves both ensuring of conduction reliability due to the conductive protrusions and suppressing distortion and cracking of the core board wiring pattern. It is an object of the present invention to provide a build-up base material for a multilayer flexible circuit board that can be made, and a method for stably and inexpensively manufacturing such a multilayer flexible circuit board.
上記目的達成のため、本願では、次の各発明を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following inventions.
第1の発明は、
金属により構成された導電性突起により多層フレキシブル回路基板の層間接続を行う多層フレキシブル回路基板用ビルドアップ基材において、前記導電性突起の頂部に凹部をそなえたことを特徴とする。
The first invention is
In a build-up base material for a multilayer flexible circuit board in which a multilayer flexible circuit board is connected between layers by conductive protrusions made of metal , a concave portion is provided on the top of the conductive protrusion.
第2の発明は、
第1の発明における前記導電性突起の立設している部位により、前記導電性突起の頂部に形成する凹部と内層となるフレキシブル基板との接触面積、および前記導電性突起の頂部に形成する凹部の深さが異なることを特徴とする。
The second invention is
The contact area between the concave portion formed on the top of the conductive projection and the flexible substrate as the inner layer, and the concave portion formed on the top of the conductive projection by the portion where the conductive projection is erected in the first invention It is characterized by having different depths.
第3の発明は、
金属により構成された導電性突起を有する多層フレキシブル回路基板用ビルドアップ基材を用いて層間接続を行う多層フレキシブル回路基板の製造方法において、
前記導電性突起の頂部に凹部がある多層フレキシブル回路基板用ビルドアップ基材を用意し、
別工程で作製したコア基板を用意し、
前記コア基板に前記多層フレキシブル回路基板用ビルドアップ基材を積層する、
ことを特徴とする。
The third invention is
In a method for manufacturing a multilayer flexible circuit board that performs interlayer connection using a build-up base material for a multilayer flexible circuit board having conductive protrusions made of metal,
Prepare a build-up base material for a multilayer flexible circuit board having a recess at the top of the conductive protrusion,
Prepare a core substrate made in a separate process,
Laminating the multilayer flexible circuit board build-up substrate on the core substrate,
It is characterized by that.
これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。 Due to these features, the present invention has the following effects.
本発明によれば、導電性突起の頂部に凹部を形成し、ビルドアップ時に導通を確保する導電性突起の接触面積、凹部の深さを加工したビルドアップ基材を用いることで、コア基板と導電性突起とが接触し、導電性突起の頂部から加わる総圧力を減らすことができ、この結果、層間接続の安定した信頼性を確保することだけではなく、コア基板の配線パターンへの歪み、クラックの発生を抑えることが可能となる。 According to the present invention, a core substrate is formed by using a build-up base material in which a recess is formed at the top of a conductive protrusion, and the contact area of the conductive protrusion that secures conduction during build-up and the depth of the recess are processed. The contact between the conductive protrusions and the total pressure applied from the top of the conductive protrusions can be reduced.As a result, not only ensuring stable reliability of the interlayer connection, but also distortion to the wiring pattern of the core substrate, It becomes possible to suppress the occurrence of cracks.
この結果、本発明によれば、従来の製造方法では困難であった導電性突起をビルドアップ基材として使用した多層フレキシブル回路基板を安価かつ安定的に製造する方法を提供することができる。 As a result, according to the present invention, it is possible to provide a method for stably and inexpensively manufacturing a multilayer flexible circuit board using conductive protrusions as build-up base materials, which has been difficult with the conventional manufacturing method.
以下、図1ないし図23を参照して本発明に係る方法の実施形態を、また図24を参照して本発明に係るビルドアップ基材の実施形態をそれぞれ説明する。 Hereinafter, an embodiment of a method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 23, and an embodiment of a build-up substrate according to the present invention will be described with reference to FIG.
図1ないし図3は、本発明の実施形態1を示す断面工程図である。
1 to 3 are sectional process views showing
まず図1(1)に示すように、厚い銅層1(例えば厚さ100μm)/ニッケルなどからなるエッチングストッパー層2(例えば、厚さ2μm)/薄い銅層3(例えば、厚さ18μm)の3層構造を有する金属基材4を用意する。なお、銅層のみの金属基材を使用することも可能であるが、安定した形状の導電性突起を形成するため、ニッケルなどからなるエッチングストッパー層2を有する金属基材4を使用することが望ましい。
First, as shown in FIG. 1 (1), a thick copper layer 1 (for example, 100 μm in thickness) / an etching stopper layer 2 (for example, 2 μm in thickness) made of nickel, etc./a thin copper layer 3 (for example, 18 μm in thickness) A
次いで、図1(2)に示すように、金属基材4の銅層1および銅層3をフォトレジスト膜5で保護する。続いて、図1(3)に示すように、それとは反対面となる導電性突起を形成する面となる銅層1にレジストパターン6を選択的に形成する。
Next, as shown in FIG. 1 (2), the
この後、図1(4)に示すように、銅層3上に、選択的なエッチング手法を用いて導電性突起7を形成する。このとき、通常の銅のエッチング工程で使用するエッチング液、例えば塩化第2銅を含むエッチング液を用いて、銅層1の全体厚みの80から90%程度をエッチングし、次にニッケルに対する腐食性が低く、銅を選択的にエッチングするエッチング液、例えばアンモニアを含むアルカリ性のエッチング液を使用し、銅層1の残存部をエッチング除去してニッケル層2を露出させる。
Thereafter, as shown in FIG. 1 (4),
次に、図2(5)に示すように、フォトレジスト5、レジストパターン6を除去する。次いで、図2(6)に示すように、銅に対する腐食性が低く、ニッケルを選択的にエッチングするエッチング液、例えば過酸化水素や硝酸を含むエッチング液を用いて表面に露出しているニッケル層2をエッチングによって除去することにより、図2(6)に示す構造とし、回路基材8とする。なお、導電性突起7の頂部の直径は、約100〜500μm程度まで選択可能で、200μm以下が望ましい。
Next, as shown in FIG. 2 (5), the
続いて、図2(7)に示すように、Bステージ状態のプリプレグ9、剥離シート10を導電性突起7が形成された面にプレス、ラミネーター等で貼り付ける。なお、プリプレグ9の代わりに、両面に熱可塑性ポリイミド樹脂を有するポリイミド樹脂等の接着性を有する絶縁性の樹脂を適用することも可能である。
Subsequently, as shown in FIG. 2 (7), the
この後、図2(8)に示すように導電性突起の頂部11を剥離シート10から露出させるために、ロール研磨等の機械研磨・CMP等の化学研磨等を行う。ここまでの工程で、導電性突起7が剥離シート10を貫通する構造を得る。
Thereafter, as shown in FIG. 2 (8), in order to expose the
次に、図3(9)に示すように、導電性突起7の形状、例えば導電性突起7(例えば、頂部の直径150μm)に対し、導電性突起7の頂部に設けた凹部の形状(例えば、頂部の直径φ30μm)により接触面積を変え、導電性突起7の高さ方向の加工量(例えば、50μm)を変えた形状が凹部となる導電性突起12を形成する。導電性突起12の凹部を形成する手段は特に限定するものではないが、エッチングにより導電性突起7を形成すると同時に凹部を形成することも可能である。エッチングによる方法を適用することで、導電性突起7を形成する際に一括して形状を変化させることが可能となるため、工程数、コスト面で利点を有する。
Next, as shown in FIG. 3 (9), with respect to the shape of the
また、レーザービームを照射し、凹部を形成する手段も適用可能で、レーザーの種類には炭酸ガスレーザー、紫外線レーザーなどが挙げられるが、導電性突起12への熱履歴の影響、凹部の加工性を考えると、レーザーの中でも紫外線レーザーを使用することが望ましい。レーザー加工の位置精度は高く、導電性突起12を形成後でも充分加工可能となる。
In addition, means for irradiating a laser beam to form a recess is applicable, and examples of the laser include a carbon dioxide gas laser and an ultraviolet laser, but the influence of the heat history on the
エッチングでは、導電性突起の密集度により導電性突起12の形状が変わる可能性があるが、レーザー加工の場合、密集度によらず安定した加工が可能となる。この導電性突起7の形状を変更する工程は、必要とする導電性突起12の形状に応じて選択可能とし、特に限定するものではない。
In etching, the shape of the
また、導電性突起12の形状を変更する工程の順序についても、特に限定するものではない。例えば、レーザービームを使用して導電性突起7に凹部を形成する場合、剥離シート10も積層し、プリプレグ9の研磨後であれば、研磨により発生する異物の影響を低減することが可能となる。また、形成する配線パターンの微細化よりも導通部の電気容量を確保することを優先する場合、導電性突起7の大きさは大きくなる。
Further, the order of the steps for changing the shape of the
導電性突起7の大きさが変わることで導電性突起12の凹部の形成する穴が大きくなる場合(例えば、頂部の直径φ130μm)、レーザー加工だけではなく、エッチングと組み合わせた導電性突起12の凹部の加工も行うことができる。また、ダイシングソーのような機械加工により、導電性突起12の頂部の凹部を形成することも可能である。
When the size of the
このような加工手段を組み合わせることにより、導電性突起12の頂部に凹部を加工する。また、この凹部の形状は特に限定するものではなく、図24に示す凹部151〜154のような形状を取ることができる。さらには、凹部の深さ、断面形状も特に限定するものではない。
By combining such processing means, the concave portion is processed at the top of the
次いで、図3(10)に示すように剥離シート10を除去することで、導電性突起12がプリプレグ9を貫通したビルドアップ基材13を得る。
Next, as shown in FIG. 3 (10), the
図4ないし図12は、本発明の実施形態2を示す断面工程図である。
4 to 12 are sectional process views showing
まず図4(1)に示すように、厚い銅層51(例えば、厚さ100μm)/ニッケルなどからなるエッチングストッパー層52(例えば、厚さ2μm)/薄い銅層53(例えば、厚さ18μm)の3層構造を有する金属基材54を用意する。なお、銅層のみの金属基材を使用することも可能であるが、安定した形状の導電性突起を形成するため、ニッケルなどからなるエッチングストッパー層2を有する金属基材54を使用することが望ましい。
First, as shown in FIG. 4A, a thick copper layer 51 (for example, thickness 100 μm) / etching stopper layer 52 (for example,
次に、図4(2)に示すように、金属基材54の銅層51と銅層53とをフォトレジスト膜55で保護する。次いで、図4(3)に示すように、それとは反対面となる導電性突起を形成する面となる銅層1に、レジストパターン56を選択的に形成する。
Next, as shown in FIG. 4 (2), the
続いて、図4(4)に示すように、導電性突起57を銅層53上に、選択的なエッチング手法を用いて形成する。このとき、通常の銅のエッチング工程で使用するエッチング液、例えば塩化第2銅を含むエッチング液を用いて、銅層51の全体厚みの80から90%程度をエッチングし、次にニッケルに対する腐食性が低く、銅を選択的にエッチングするエッチング液、例えばアンモニアを含むアルカリ性のエッチング液を使用し、銅層51の残存部をエッチング除去してニッケル層52を露出させる。
Subsequently, as shown in FIG. 4 (4),
この後、図5(5)に示すように、フォトレジスト55、フォトレジスト56を除去する。次に、図5(6)に示すように、銅に対する腐食性が低く、ニッケルを選択的にエッチングするエッチング液、例えば過酸化水素や硝酸を含むエッチング液を用いて表面に露出しているニッケル層52をエッチングにより除去することにより、図5(6)に示す構造とし、回路基材58とする。なお、導電性突起57の頂部の直径は約100〜500μm程度まで選択可能で、200μm以下が望ましい。
Thereafter, as shown in FIG. 5 (5), the
次いで、図5(7)に示すように、Bステージ状態のプリプレグ59、剥離シート60を導電性突起57が形成された面にプレス、ラミネーター等で貼り付ける。なお、プリプレグ59の代わりに、両面に熱可塑性ポリイミド樹脂を有するポリイミド樹脂等の接着性を有する絶縁性の樹脂を適用することも可能である。
Next, as shown in FIG. 5 (7), a
続いて、図5(8)に示すように、導電性突起の頂部61を剥離シート60から露出させるために、ロール研磨等の機械研磨・CMP等の化学研磨等を行う。ここまでの工程で、導電性突起57が剥離シート60を貫通する構造を得る。
Subsequently, as shown in FIG. 5 (8), in order to expose the
この後、図6(9)に示すように、導電性突起57の形状、例えば導電性突起57(例えば、頂部の直径150μm)に対し、導電性突起57の凹部の形状(例えば、頂部の直径φ30μm)により接触面積を変え、導電性突起57の高さ方向の加工量(例えば、50μm)を変えた形状が凹部となる導電性突起62を形成する。導電性突起62の凹部を形成する手段は特に限定するものではないが、エッチングにより導電性突起57を形成すると同時に凹部を形成することも可能である。
Thereafter, as shown in FIG. 6 (9), the shape of the
エッチングによる方法を適用することで、導電性突起57を形成する際に一括して形状を変化させることが可能となるため、工程数、コスト面で利点を有する。また、レーザービームを照射し、凹部を形成する手段も適用可能で、レーザーの種類には炭酸ガスレーザー、紫外線レーザーなどが挙げられるが、導電性突起62への熱履歴の影響、凹部の加工性を考えると、レーザーの中でも紫外線レーザーを使用することが望ましい。レーザーの位置精度は高く、導電性突起62を形成後でも充分加工可能となる。
By applying the etching method, it is possible to change the shape in a lump when forming the
エッチングでは、導電性突起の密集度により導電性突起62の形状が変わる可能性があるが、レーザーを使用した場合、密集度によらず安定した加工が可能となる。この導電性突起57の形状を変更する工程は必要とする導電性突起62の形状に応じて選択可能とし、特に限定するものではない。また、導電性突起62の形状を変更する工程の順序についても特に限定するものではない。
In etching, the shape of the
例えば、レーザーを使用して導電性突起57に凹部を形成する場合、剥離シート60も積層し、プリプレグ59の研磨後であれば、研磨により発生する異物の影響を低減することが可能となる。また、形成する配線パターンの微細化よりも導通部の電気容量を確保することを優先する場合、導電性突起7の大きさは大きくなる。導電性突起7の大きさが変わることで導電性突起62の凹部の形成する穴が大きくなる場合(例えば、頂部の直径φ130μm)、レーザー加工だけではなく、エッチングと組み合わせた導電性突起62の凹部の加工も行うことができる。
For example, when forming a recess in the
また、ダイシングソーのような機械加工により導電性突起62の頂部の凹部を形成することも可能である。このような加工手段を組み合わせることにより、導電性突起62の頂部の凹部の形状を加工する。また、この凹部の形状は特に限定するものではなく、図24に示す凹部151〜154のような形状を取ることができる。さらには、凹部の深さ、断面形状も特に限定するものではない。次に、図6(10)に示すように剥離シート60を除去することで、導電性突起62がプリプレグ59を貫通したビルドアップ基材63を得る。
It is also possible to form a concave portion at the top of the
次いで、図7(11)に示すように、ポリイミド樹脂などの可撓性絶縁ベース材64の両面に銅箔等の導電層65,66を有する、所謂、両面銅張板67を用意する。続いて、図7(12)に示すように、この両面銅張板67の導電層65に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法等を用いて回路パターンを形成し、内層回路68とする。
Next, as shown in FIG. 7 (11), a so-called double-sided copper-clad plate 67 having
この後、図7(13)に示すように、内層回路68に接着剤70を介してポリイミド樹脂69を張り合わせることでカバーフィルム71を形成し、カバーフィルム付き両面銅張板72とする。
Thereafter, as shown in FIG. 7 (13), a
次に、図8(14)に示すように、可撓性絶縁ベース材73の片面に銅箔等の導電層74を有する、所謂、片面銅張板75およびこれを金型等により所望の形状に打抜き加工した図8(13)のカバーフィルム付き両面銅張板72に張り合わせるための接着剤76を用意する。このときの銅箔層74の厚みは50μm以下とし、特に35μm以下が好ましい。
Next, as shown in FIG. 8 (14), a so-called single-sided copper-clad
次いで、図8(15)に示すように、片面銅張板75と接着剤76とを張り合わせ、これを金型等により所望の形状に打抜き加工し、接着剤付き片面銅張板77を得る。続いて、図8(16)に示すように、図7(13)のカバーフィルム付き両面銅張板72に接着剤76を介して図8(15)の接着剤付き片面銅張板77を積層する。
Next, as shown in FIG. 8 (15), the single-sided copper-clad
この後、図9(17)に示すように、NCドリル等で導通用孔78を形成する。このとき、内層のカバーフィルム71のポリイミド樹脂69および接着剤70がドリル加工時に熱ダレを起こし、内層回路68の導電層65,66へのスルーホールめっき付き周りが悪化するため、デスミア処理を行う。
Thereafter, as shown in FIG. 9 (17), a
次に、図9(18)に示すように、導通用孔78に無電解めっきまたは導電化処理等を施した後、電気めっきでスルーホール79を形成する。このときのスルーホール79のめっき厚みは、信頼性を確保する上では30〜50μm程度が好ましいとされる。
Next, as shown in FIG. 9 (18), the electroconductive plating 78 is subjected to electroless plating or conductive treatment, and then a through
次いで、図10(19)に示すように、上記スルーホール面に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて回路パターン80を形成し、多層フレキシブル回路基板のコア基板81を得る。
Next, as shown in FIG. 10 (19), a
続いて、図11(20)に示すように、図6(10)で得たビルドアップ基材63を用意し、コア基板81に、ビルドアップ基材63の導電性突起62の面が対峙するよう臨ませる。
Subsequently, as shown in FIG. 11 (20), the build-
最後に、図12(21)に示すごとく加熱加圧による積層を行い、ビルドアップ基材63を内層となるコア基板82に積層する。この後、必要に応じて基板表面にフォトソルダーレジスト層の形成、半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、外形加工を行うことで多層フレキシブル回路基板82を得る。
Finally, as shown in FIG. 12 (21), lamination is performed by heating and pressing, and the build-
図13ないし図23は、本発明の実施形態3を示す断面工程図である。
13 to 23 are sectional process views showing
まず図13(1)に示すように、厚い銅層101(例えば、厚さ100μm)/ニッケルなどからなるエッチングストッパー層102(例えば、厚さ2μm)/薄い銅層103(例えば、厚さ18μm)の3層構造を有する金属基材104を用意する。なお、銅層のみの金属基材を使用することも可能であるが、安定した形状の導電性突起を形成するため、ニッケルなどからなるエッチングストッパー層102を有する金属基材104を使用することが望ましい。
First, as shown in FIG. 13 (1), a thick copper layer 101 (for example, 100 μm in thickness) / etching stopper layer 102 (for example, 2 μm in thickness) made of nickel, etc./a thin copper layer 103 (for example, 18 μm in thickness) A
次に、図13(2)に示すように、金属基材104の銅層101と銅層103とをフォトレジスト膜105で保護する。次いで、図13(3)に示すように、それとは反対面となる導電性突起を形成する面となる銅層101にレジストパターン106を選択的に形成する。
Next, as shown in FIG. 13 (2), the
続いて、図13(4)に示すように、導電性突起107を銅層103上に、選択的なエッチング手法を用いて形成する。このとき、通常の銅のエッチング工程で使用するエッチング液、例えば塩化第2銅を含むエッチング液を用いて、銅層101の全体厚みの80から90%程度をエッチングし、次にニッケルに対する腐食性が低く、銅を選択的にエッチングするエッチング液、例えばアンモニアを含むアルカリ性のエッチング液を使用し、銅層101の残存部をエッチング除去してニッケル層102を露出させる。
Subsequently, as shown in FIG. 13 (4),
この後、図14(5)に示すように、フォトレジスト105、レジストパターン106を除去する。次に、図14(6)に示すように、銅に対する腐食性が低く、ニッケルを選択的にエッチングするエッチング液、例えば過酸化水素や硝酸を含むエッチング液を用いて表面に露出しているニッケル層102をエッチングによって除去することにより、同図(6)に示す構造とし、回路基材108とする。なお、導電性突起107の頂部の直径は、約100〜500μm程度まで選択可能で、200μm以下が望ましい。
Thereafter, as shown in FIG. 14 (5), the
次いで、図14(7)に示すように、Bステージ状態のプリプレグ109、剥離シート110を導電性突起107が形成された面にプレス、ラミネーター等で貼り付ける。なお、プリプレグ109の代わりに、両面に熱可塑性ポリイミド樹脂を有するポリイミド樹脂等の接着性を持った絶縁性の樹脂を適用することも可能である。
Next, as shown in FIG. 14 (7), a B-
続いて、図14(8)に示すように導電性突起の頂部111を剥離シート110から露出させるために、ロール研磨等の機械研磨・CMP等の化学研磨等を行う。ここまでの工程で、導電性突起107が剥離シート110を貫通する構造を得る。
Subsequently, as shown in FIG. 14 (8), in order to expose the top 111 of the conductive protrusion from the
この後、図15(9)に示すように、導電性突起107の形状、例えば導電性突起107(例えば、頂部の直径150μm)に対し、導電性突起107の凹部の形状(例えば、頂部の直径φ30μm)により接触面積を変え、導電性突起107の高さ方向の加工量(例えば、50μm)を変えた形状が凹部となる導電性突起112、導電性突起107の凹部の形状(例えば、頂部の直径φ50μm)により接触面積を変え、導電性突起107の高さ方向の加工量(例えば、50μm)を変えた形状が凹部となる導電性突起113を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 15 (9), the shape of the
なお、得られる導電性突起112,113の凹部の形状は、この後積層され、内層となる回路基板の内層の層構成、および材料により異なる形状を取ることも可能である。導電性突起112,113の凹部を形成する手段は特に限定するものではないが、エッチングにより導電性突起107を形成すると同時に、凹部を形成することも可能である。エッチングによる方法を適用することで、導電性突起107を形成する際に一括して形状を変化させることが可能となるため、工程数、コスト面で利点を有する。
The shape of the recesses of the obtained
また、レーザービームを照射して凹部を形成する手段も適用可能で、レーザーの種類には炭酸ガスレーザー、紫外線レーザーなどが挙げられるが、導電性突起112,113への熱履歴の影響、凹部の加工性を考えると、レーザーの中でも紫外線レーザーを使用することが望ましい。レーザーの位置精度は高く、導電性突起112,113を形成後でも充分加工可能となる。エッチングでは、導電性突起の密集度により導電性突起113,114の形状が変わる可能性があるが、レーザーを使用した場合、密集度によらず安定した加工が可能となる。この導電性突起112,113の形状を変更する工程は、必要とする導電性突起112,113の形状に応じて選択可能とし、特に限定するものではない。
In addition, a means for forming a recess by irradiating a laser beam can be applied. Examples of the laser include a carbon dioxide laser, an ultraviolet laser and the like. Considering processability, it is desirable to use an ultraviolet laser among lasers. The positional accuracy of the laser is high, and it can be sufficiently processed even after the
また、導電性突起112,113の形状を変更する工程の順序についても特に限定するものではない。例えば、レーザーを使用して導電性突起112,113に凹部を形成する場合、剥離シート110も積層し、プリプレグ109の研磨後であれば、研磨により発生する異物の影響を低減することが可能となる。
Further, the order of steps for changing the shapes of the
また、形成する配線パターンの微細化よりも導通部の電気容量を確保することを優先する場合、導電性突起107の大きさは大きくなる。導電性突起107の大きさが変わることで導電性突起112,113の凹部の形成する穴が大きくなる場合(例えば、頂部の直径φ130μm)、レーザー加工だけではなく、エッチングと組み合わせた導電性突起112,113の凹部の加工も行うことができる。
In addition, when priority is given to securing the electric capacity of the conductive portion over miniaturization of the wiring pattern to be formed, the size of the
また、ダイシングソーのような機械加工により導電性突起107の頂部の凹部を形成することも可能である。このような加工手段を組み合わせることにより、導電性突起107の頂部の凹部の形状を加工する。また、この凹部の形状は特に限定するものではなく、図24に示す凹部151〜154のような形状を取ることができる。さらには凹部の深さ、断面形状も特に限定するものではない。
It is also possible to form a concave portion at the top of the
次に、図15(10)に示すように剥離シート110を除去することで、導電性突起112,113がプリプレグ109を貫通したビルドアップ基材114を得る。
Next, as shown in FIG. 15 (10), the
次いで、図16(11)に示すように、ポリイミド樹脂などの可撓性絶縁ベース材115の両面に銅箔等の導電層116,117を有する、所謂、両面銅張板118を用意する。続いて、図16(12)に示すように、この両面銅張板118の導電層116,117に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法等を用いて回路パターンを形成し、内層回路119とする。
Next, as shown in FIG. 16 (11), a so-called double-sided copper-clad plate 118 having
この後、図16(13)に示すように、内層回路119に接着剤121を介してポリイミド樹脂120を張り合わせることでカバーフィルム122を形成し、カバーフィルム付き両面銅張板123とする。
Thereafter, as shown in FIG. 16 (13), a
次に、図17(14)に示すように、可撓性絶縁ベース材124の片面に銅箔等の導電層125を有する、所謂、片面銅張板126およびこれを金型等により所望の形状に打抜き加工した図16(13)のカバーフィルム付き両面銅張板123に張り合わせるための接着剤127を用意する。このときの銅箔層125の厚みは50μm以下とし、特に35μm以下が好ましい。
Next, as shown in FIG. 17 (14), a so-called single-sided copper-clad
次いで、図17(15)に示すように、片面銅張板126と接着剤127とを張り合わせ、これを金型等により所望の形状に打抜き加工し、接着剤付き片面銅張板128を得る。続いて、図17(16)に示すように、図16(13)のカバーフィルム付き両面銅張板123に接着剤127を介して図17(15)の接着剤付き片面銅張板128を積層する。
Next, as shown in FIG. 17 (15), the single-sided copper-clad
この後、図18(17)に示すように、NCドリル等で導通用孔129を形成する。このとき、内層のカバーフィルム122のポリイミド樹脂120と接着剤126とがドリル加工時に熱ダレを起こし、カバーフィルム付き両面銅張板123の導電層116,117へのスルーホールめっき付き周りが悪化するため、デスミア処理を行う。
Thereafter, as shown in FIG. 18 (17), a
次に、図18(18)に示すように、導通用孔129に無電解めっきまたは導電化処理等を施した後、電気めっきでスルーホール130を形成する。このときのスルーホール130のめっき厚みは、30〜50μm程度が信頼性を確保する上では好ましいとされる。
Next, as shown in FIG. 18 (18), the electroconductive plating 129 is subjected to electroless plating or conductive treatment, and then the through
次いで、図19(19)に示すように、上記スルーホール面に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて回路パターン131を形成し、ビルドアップ型多層フレキシブル回路基板の内層となるコア基板132を得る。
Next, as shown in FIG. 19 (19), a
続いて、図20(20)に示すように、ローフロータイプのプリプレグ(特開2004-247761号公報、請求項1参照)やボンディングシート等の流れ出しの少ない接着性絶縁樹脂133の片面に銅箔等の導電層134を有する、プリプレグ付き銅箔135を用意する。この後、図20(21)に示すように、図19(19)で得た、コア基板132にプリプレグ付き銅箔135を積層する。
Subsequently, as shown in FIG. 20 (20), a copper foil is provided on one side of a low-flow type prepreg (see Japanese Patent Laid-Open No. 2004-247761, claim 1) or an adhesive insulating resin 133 with a low flow-out such as a bonding sheet. A
次に、図21(22)に示すように、レーザー等で導通用孔136を形成する。次いで、図21(23)に示すように、導通用孔136に無電解めっきまたは導電化処理等を施した後、電気めっきでビアホール137を形成し、この後、必要に応じて基板表面にフォトソルダーレジスト層の形成、半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、外形加工を行うことでビルドアップ基材付きコア基板138を得る。
Next, as shown in FIG. 21 (22), a
続いて、図22(24)に示すように、図15(10)で得たビルドアップ基材115を用意し、ビルドアップ基材付きコア基板138に、ビルドアップ基材114の導電性突起112、113の面が対峙するよう臨ませる。
Subsequently, as shown in FIG. 22 (24), the buildup base material 115 obtained in FIG. 15 (10) is prepared, and the
最後に、図23(25)に示すごとく加熱加圧による積層を行い、ビルドアップ基材114をビルドアップ基材付きコア基板138に積層する。この後、必要に応じて基板表面にフォトソルダーレジスト層の形成、半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、外形加工を行うことで多層フレキシブル回路基板139を得る。
Finally, as shown in FIG. 23 (25), lamination is performed by heating and pressing, and the
1 厚い銅層
2 ニッケルなどからなるストッパー層
3 薄い銅層
4 金属基材
5 フォトレジスト膜
6 レジストパターン
7 導電性突起
8 回路基材
9 プリプレグ
10 剥離シート
11 導電性突起の頂部
12 頂部を加工され凹部となった導電性突起
13 ビルドアップ基材
51 厚い銅層
52 ニッケルなどからなるストッパー層
53 薄い銅層
54 金属基材
55 フォトレジスト膜
56 レジストパターン
57 導電性突起
58 回路基材
59 プリプレグ
60 剥離シート
61 導電性突起の頂部
62 頂部を加工され凹部となった導電性突起
63 ビルドアップ基材
64 可撓性絶縁ベース材
65 銅箔
66 銅箔
67 両面銅張板
68 内層回路
69 ポリイミド樹脂
70 接着剤
71 カバーフィルム
72 内層回路基板
73 可撓性絶縁ベース材
74 銅箔
75 片面銅張板
76 接着剤
77 接着剤付き片面銅張板
78 導通用孔
79 スルーホール
80 回路パターン
81 コア基板
82 多層フレキシブル回路基板
101 厚い銅層
102 ニッケルなどからなるストッパー層
103 薄い銅層
104 金属基材
105 フォトレジスト膜
106 レジストパターン
107 導電性突起
108 回路基材
109 プリプレグ
110 剥離シート
111 導電性突起の頂部
112 頂部を加工され凹部となった導電性突起
113 頂部を加工され凹部となった導電性突起
114 ビルドアップ基材
115 可撓性絶縁ベース材
116 銅箔
117 銅箔
118 両面銅張板
119 内層回路
120 ポリイミド樹脂
121 接着剤
122 カバーフィルム
123 内層回路基板
124 可撓性絶縁ベース材
125 銅箔
126 片面銅張板
127 接着剤
128 接着剤付き片面銅張板
129 導通用孔
130 スルーホール
131 回路パターン
132 コア基板
133 プリプレグ
134 銅箔
135 プリプレグ付き銅箔
136 導通用孔
137 ビアホール
138 ビルドアップ基材付きコア基板
139 多層フレキシブル回路基板
151 導電性突起の頂部の凹部の形状
152 導電性突起の頂部の凹部の形状
153 導電性突起の頂部の凹部の形状
154 導電性突起の頂部の凹部の形状
201 厚い銅層
202 ニッケルなどからなるストッパー層
203 薄い銅層
204 金属基材
205 フォトレジスト膜
206 レジストパターン
207 導電性突起
208 回路基材
209 プリプレグ
210 剥離シート
211 導電性突起の頂部
212 ビルドアップ基材
213 可撓性絶縁ベース材
214 銅箔
215 銅箔
216 両面銅張板
217 内層回路
218 ポリイミド樹脂
219 接着剤
220 カバーフィルム
221 内層回路基板
222 可撓性絶縁ベース材
223 銅箔
224 片面銅張板
225 接着剤
226 接着剤付き片面銅張板
227 導通用孔
228 スルーホール
229 回路パターン
230 コア基板
231 多層フレキシブル回路基板
DESCRIPTION OF
110
210
Claims (3)
前記導電性突起の頂部に凹部をそなえた
ことを特徴とする多層フレキシブル回路基板用ビルドアップ基材。 In the build-up base material for a multilayer flexible circuit board that performs interlayer connection of the multilayer flexible circuit board by conductive protrusions made of metal ,
A build-up base material for a multilayer flexible circuit board, wherein a concave portion is provided on a top portion of the conductive protrusion.
前記導電性突起の立設している部位により、前記導電性突起の頂部と内層となるフレキシブル基板との接触面積、および前記導電性突起の頂部に形成する凹部の深さが異なる
ことを特徴とする多層フレキシブル回路基板用ビルドアップ基材。 In the build-up base material for multilayer flexible circuit boards according to claim 1,
The sites are erected in the conductive protrusion, and wherein the depth of the recess formed in the top of the contact area, and the conductive protrusions of the flexible substrate as a top and an inner layer of the conductive protrusions are different Build-up base material for multilayer flexible circuit boards.
前記導電性突起の頂部に凹部がある多層フレキシブル回路基板用ビルドアップ基材を用意し、
別工程で作製したコア基板を用意し、
前記コア基板に前記多層フレキシブル回路基板用ビルドアップ基材を積層する、
ことを特徴とする多層フレキシブル回路基板の製造方法。 In a method for manufacturing a multilayer flexible circuit board that performs interlayer connection using a build-up base material for a multilayer flexible circuit board having conductive protrusions made of metal,
Prepare a build-up base material for a multilayer flexible circuit board having a recess at the top of the conductive protrusion,
Prepare a core substrate made in a separate process,
Laminating the multilayer flexible circuit board build-up substrate on the core substrate,
A method for manufacturing a multilayer flexible circuit board.
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