JP5276950B2 - 回路配線基板の製造方法 - Google Patents
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前記絶縁樹脂層を補強する金属製のシート状支持部材と、前記非熱可塑性ポリイミド樹脂層と、前記熱可塑性ポリイミド樹脂層と、前記配線とが、この順序で積層された第1の積層体を作製する工程と、
前記配線より上層に、カバーレイフィルムを熱圧着して前記保護樹脂層を形成する工程と、
前記保護樹脂層を形成した後に、前記シート状支持部材を前記絶縁樹脂層から分離する工程と、
を備え、
前記シート状支持部材は、前記絶縁樹脂層と接する面の表面粗度Rzが1.4μm未満で長尺に形成されており、前記各工程をロール・トウ・ロール方式で行うことを特徴とする。
前記シート状支持部材の上に、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸溶液を塗布し、熱処理して硬化させ、前記絶縁樹脂層としてのポリイミド樹脂層と前記シート状支持部材とを有する第2の積層体を作製する工程と、
前記第2の積層体の前記ポリイミド樹脂層の上に前記配線を形成する工程と、
を有することが好ましい。
シート状支持部材1は、絶縁樹脂層3を補強する目的と、絶縁樹脂層3の熱による伸縮変化を抑制して、配線パターンの寸法精度を維持する目的で使用されるものである。また、絶縁樹脂層3の形成をキャスト法によって行う場合には、樹脂液が塗布される対象となり、樹脂液を展延する際の支持体としても機能する。また、シート状支持部材1はカットシート状、ロール状のもの、又はエンドレスベルト状などの形状で使用できる。生産性を得るためには、ロール状又はエンドレスベルト状の形態とし、連続生産可能な形式とすることが効率的である。さらに、回路配線基板11における配線パターン精度の改善効果の観点から、長尺に形成されたロール状のものが好ましい。
本発明において絶縁樹脂層3を構成する樹脂は、特に限定されるものではないが、ポリイミド樹脂が好ましい。以下、絶縁樹脂層3について、構成樹脂がポリイミド樹脂である場合を例に挙げて説明する。ポリイミド樹脂としては、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリイミドエステル、ポリエーテルイミド、ポリシロキサンイミド等の構造中にイミド基を有するポリマーからなる耐熱性樹脂がある。
配線7は、例えばCu、Ni、Al、Pd、Ag、Au、Pt、Sn、Fe、Co、Cr、Rh、Ru等の金属がパターン化された薄膜である。これらのなかでも、フレキシブル基板として用いられる場合は、Cu(Cu合金を含む)が適する。
m-TB:2,2'-ジメチル-4,4'-ジアミノビフェニル
TPE-R:1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン
DMAc:N,N-ジメチルアセトアミド
PMDA:ピロメリット酸二無水物
DANPG:1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)-2,2-ジメチルプロパン
BTDA:3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
MABA:2'-メチル-4,4'-ジアミノベンズアニリド
DAPE44:4,4'-ジアミノジフェニルエーテル
寸法変化率の測定は、以下の手順で行った。まず、300mm角の試料を用い、200mm間隔にてドライフィルムレジストを露光、現像することによって、位置測定用ターゲットを形成する。温度23±2℃、相対湿度50±5%の雰囲気中にてエッチング前(常態)の寸法を測定した後に、試験片のターゲット以外の銅をエッチング(液温40℃以下、時間10分以内)により除去する。温度23±2℃、相対湿度50±5%の雰囲気中に24±4時間静置後、エッチング後の寸法を測定する。これにより初期の位置ターゲット間の距離を得ることが出来る。
A ; エッチング後のターゲット間距離
B ; 加熱後のターゲット間距離
線熱膨張係数の測定は、サーモメカニカルアナライザー(セイコーインスツルメンツ株式会社製)を用いて255℃まで20℃/分の速度で昇温し、その温度で10分間保持した後、更に5℃/分の一定速度で冷却した。冷却時の240℃から100℃までの平均熱膨張係数(線熱膨張係数)を算出した。
500mlセパラブルフラスコの中において、撹拌しながら15.77gのm-TB(0.074モル)及び2.41gのTPE-R(0.008モル)を264gのDMAcに溶解させた。次に、その溶液に窒素気流下で17.82gのPMDA(0.082モル)を加えた。その後、4時間撹拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリアミド酸の樹脂溶液aを得た。
500mlのセパラブルフラスコの中において、撹拌しながら30.3gのDANPG(0.1モル)を352gのDMAcに溶解させた。次に、その溶液に窒素気流中で9.3gのPMDA(0.04モル)及び20.5gのBTDA(0.06モル)を加えた。その後、約3時間撹拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリイミド前駆体樹脂溶液bを得た。
500mlのセパラブルフラスコの中において、撹拌しながら20.7gのMABA(0.08モル)を343gのDMAcに溶解させた。次に、その溶液に窒素気流中で28.5gのPMDA(0.13モル)及び10.3gのDAPE44(0.05モル)を加えた。その後、約3時間撹拌を続けて重合反応を行い、粘稠なポリイミド前駆体樹脂溶液cを得た。
シート状支持部材として、長尺の銅箔1(日本電解社製HL箔、剥離面のRz1.2μm、水との接触角90°、厚さ18μm)の上に非熱可塑性ポリイミド前駆体aおよび熱可塑性ポリイミド前駆体bを順次塗布し、130℃で乾燥後、約15分かけて360℃まで加熱硬化させることで銅箔と、絶縁樹脂層としてのポリイミド層A(厚み25μm)から構成されるCCLロール状基材を得た。このときのポリイミド層Aの線熱膨張係数は23ppmであった。なお、熱可塑性ポリイミド前駆体b層の硬化後の厚みは1μmであった。
実施例1の非熱可塑性ポリイミド前駆体aの代わりに、合成例3によって作製したポリイミド前駆体cを用いる以外は、実施例1と同様の方法で回路配線基板を作製し、加熱寸法変化率を測定した。ポリイミド層Bの線熱膨張係数は23ppmであり、加熱後の寸法変化率は−0.001%であった。
実施例1において、絶縁樹脂層であるポリイミド層に非熱可塑性ポリイミド前駆体aのみを使用し単層のポリイミド層Cとする以外は、実施例1と同様の方法で回路配線基板を作製し、加熱寸法変化率を測定した。ポリイミド層Cの線熱膨張係数は23ppmであり、加熱後の寸法変化率は−0.002%であった。
実施例1においてポリイミド層A厚みを40μmとする以外は、実施例1と同様の方法で回路配線基板を作製し、加熱寸法変化率を測定した。ポリイミド層Dの線熱膨張係数は23ppmであり、加熱後の寸法変化率は、−0.002%であった。
実施例1においてポリイミド層Aの厚みを6μmとしてポリイミド層Eとする以外は、実施例1と同様の方法で回路配線基板を作製し、加熱寸法変化率を測定した。ポリイミド層Eの線熱膨張係数は23ppmであり、加熱後の寸法変化率は、−0.001%であった。なお、非熱可塑性ポリイミド前駆体a層及び熱可塑性ポリイミド前駆体b層の硬化後の厚みはそれぞれ5μm、1μmであった。
実施例1において、絶縁樹脂層であるポリイミド層に非熱可塑性ポリイミド前駆体aのみを使用し単層のポリイミド層Fとする点、およびポリイミド層Fの厚みを6μmとする以外は、実施例1と同様の方法で回路配線基板を作製し、加熱寸法変化率を測定した。ポリイミド層Fの線熱膨張係数は23ppmであり、加熱後の寸法変化率は−0.002%であった。
銅箔2(古河サーキット社製F2-WS箔、厚み12μm)の上に熱可塑性ポリイミド前駆体b、非熱可塑性ポリイミド前駆体aおよび熱可塑性ポリイミド前駆体bを順次塗布し、130℃で乾燥後、約15分かけて360℃まで加熱硬化させることで、絶縁樹脂層としてのポリイミド層G(厚み25μm)から構成されるCCLロール状基材を得た。なお、熱可塑性ポリイミド前駆体b層の硬化後の厚みは各々1μm(銅箔2側)、0.5μm(銅箔1側)であった。
実施例1と同様の方法で銅箔1と、ポリイミド層Aから構成されるCCLロール状基材を得た。次に導体層としての銅箔2を熱ラミネート法によりポリイミド層Aに圧着した。この積層体から、銅箔2をエッチング加工する以外は、実施例1と同様の方法で回路配線基板を作製し、ポリイミド層Aの線熱膨張係数及び加熱寸法変化率を測定した。ポリイミド層Aの線熱膨張係数は23ppm、加熱後寸法変化率は−0.002%であった。
実施例1と同様の方法で銅箔1とポリイミド層Aから構成されるCCLロール状基材を得た。実施例1と同様にして、長尺スパッタリング装置にてポリイミド層A上にスパッタリング膜を形成した後、この膜の上にドライフィルムレジストを110℃でラミネートした。このレジストにフォトマスクを介して紫外線露光し、0.5重量%の炭酸ナトリウム水溶液にて現像して、パターニングした後、電解銅めっきによって更に12μm厚みの銅層を形成した。2重量%の水酸化ナトリウム水溶液(25℃)に3分間浸漬してレジストパターンを剥離した後、塩化第二鉄溶液によりソフトエッチングすることで、実施例1と同様の回路配線基板を作製した。その後、実施例1と同様の手法でポリイミド層Aの線熱膨張係数及び加熱寸法変化率を測定した。ポリイミド層Aの線熱膨張係数は23ppmであり、加熱後寸法変化率は−0.002%であった。
実施例1で使用した銅箔1上に、非熱可塑性ポリイミド前駆体aおよび熱可塑性ポリイミド前駆体bを順次塗布し、130℃で乾燥後、約15分かけて360℃まで硬化することで銅箔とポリイミド層Aから構成されるCCL基材を得た。次に、銅箔1からポリイミド層Aを剥離し、ロール状のポリイミドフィルムを得た。このポリイミドフィルム上に、実施例1と同様にスパッタリング及び電解銅めっきによって12μmの厚みの導体層を形成し、ポリイミドの線熱膨張係数と加熱後の寸法変化率を測定した。ポリイミド層Aの線熱膨張係数は23ppm、加熱後の寸法変化率は−0.05%であった。
シート状支持部材として市販のポリイミドフィルムであるユーピレックスS(登録商標;宇部興産株式会社製、厚み50μm)を用いた以外は、実施例1と同様の方法で回路配線基板を得た。ポリイミド層Aの線熱膨張係数は23ppm、加熱後の寸法変化率は−0.04%であった。
シート状支持部材を使用せず、市販のポリイミドフィルムであるカプトンEN(商品名;東レ・デュポン株式会社製、厚み38μm)に、スパッタリング及び電解銅めっきによって12μmの厚みの導体層を形成した。次に、導体層を位置ターゲット用の導体部位が残存するようにエッチング加工することで回路配線基板を得た。本基板を真空中で250℃、1時間かけて加熱処理し、ポリイミド層の線熱膨張係数と加熱寸法変化率を測定した。ポリイミド層の線熱膨張係数は23ppm、加熱後の寸法変化率は−0.05%であった。
Claims (3)
- 熱可塑性ポリイミド樹脂層と非熱可塑性ポリイミド樹脂層との積層構造を有する絶縁樹脂層と、該絶縁樹脂層上に所定のパターンで形成された配線と、該配線を保護する保護樹脂層と、を備えた回路配線基板の製造方法であって、
前記絶縁樹脂層を補強する金属製のシート状支持部材と、前記非熱可塑性ポリイミド樹脂層と、前記熱可塑性ポリイミド樹脂層と、前記配線とが、この順序で積層された第1の積層体を作製する工程と、
前記配線より上層に、カバーレイフィルムを熱圧着して前記保護樹脂層を形成する工程と、
前記保護樹脂層を形成した後に、前記シート状支持部材を前記絶縁樹脂層から分離する工程と、
を備え、
前記シート状支持部材は、前記絶縁樹脂層と接する面の表面粗度Rzが1.4μm未満で長尺に形成されており、前記各工程をロール・トウ・ロール方式で行うことを特徴とする回路配線基板の製造方法。 - 前記第1の積層体を作製する工程は、
前記シート状支持部材の上に、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸溶液を塗布し、熱処理して硬化させ、前記絶縁樹脂層としてのポリイミド樹脂層と前記シート状支持部材とを有する第2の積層体を作製する工程と、
前記第2の積層体の前記ポリイミド樹脂層の上に前記配線を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の回路配線基板の製造方法。 - 前記保護樹脂層を形成する工程において、前記シート状支持部材を前記配線の寸法精度を維持する手段として用いることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回路配線基板の製造方法。
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