JPH06203659A - 高周波用テープ電線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｉｃとの接続等に用いる平衡型マイクロスト
リップライン構造を有する高周波用テープ電線を容易、
かつ安価に製造する方法を提供する。 【構成】 両面金属箔付基板の少なくとも片面の金属箔
をエッチングして導体回路を形成し、次に金属箔の除去
により露出した絶縁体層を所望の深さエッチングにより
除去して溝を形成し、而して作製した導体回路および溝
部付基板の複数枚をその形成した導体回路及び溝部側を
対向させ、一方の基板の導体回路と他方の基板の絶縁体
の溝部とが嵌合するように接着剤を介して貼合せ一体化
する。 【効果】 絶縁体層の厚さが自由に調節でき、線間の狭
ピッチ化が容易で、導体回路の位置ずれの起きない平衡
型マイクロストリップライン構造を有する高周波用テー
プ電線が容易かつ安価に製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波用のテープ電線
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばＩＣを基板に実装する場
合、リードフレームを介してワイヤーボンディングによ
って両者を接続させるのが一般的であった。しかし、Ｉ
Ｃの多ピン化に伴い、ワイヤー同志の接触ボンディング
時間、ボンディングワイヤーの高さなどが問題となっ
た。このため、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）技術
による接続が注目された。ＴＡＢ技術を用いれば、一括
ボンディングによる平面接続が可能となるからである。
また、同時にＩＣの高速化に対応可能である点でも注目
された。

【０００３】ＩＣの高速化に伴いＩＣの周辺にも伝送路
としての役割が求められるようになるが、その時、ＴＡ
Ｂでは接続長が短いこと、インピーダンス整合が可能で
あるという点が注目されたのであった。インピーダンス
整合が成されていない場合には、接続端で信号の反射が
起り、誤動作の原因となる。インピーダンスを整合さ
せ、また信号線間の結合（クロストーク）をなくすため
に、まず考案されたのは、図２に示すコプラナー構造で
ある。これは絶縁体層１上の信号線２と接地線３を交互
に配置するという方法であった。しかしながら容易に理
解されるように、この方法では、おうよそ信号線２と同
じ数の接地線３が必要となり、信号線３の狭ピッチ化、
多線化という要請とは、本質的に相入れない方法であ
る。

【０００４】次に考案されたのはマイクロ波伝送路とし
て用いられるマイクロストリップラインをＴＡＢテープ
の構造として取り入れる方法である。マイクロストリッ
プラインには、平衡型と不平衡型（平衡型をマイクロス
トリップライン、非平衡型を単にストリップラインと呼
ぶこともある）の２つがある。平衡型（図３）は、絶縁
体層１を介して信号線２の両側に接地面３を設けた構造
であるのに対して、一方不平衡型（図４）は、絶縁体層
を介して片面に信号線２、他方に接地面３を設けた構造
である。構造が単純であり、製作が比較的容易であるこ
とから不平衡型が用いられることが多い。しかし信号線
間の結合（クロストーク）は平衡型の方が少なく望まし
いことが知られている。

【０００５】さて、マイクロストリップラインの特性イ
ンピーダンスは導体幅、導体厚、絶縁体厚、実効比誘電
率、線路構造などの複雑な関数であるが、非常に大まか
に言えば、導体厚と絶縁体層の厚さの比で決まる。よっ
て回路が狭ピッチ化するに従って絶縁体層も薄く、かつ
制御する必要がある。しかし、従来の方法では、絶縁体
層は用いる基材（例えばポリイミドフィルム）、接着剤
の厚さで決まってしまい、自由にならない。通常、市販
されている絶縁性高分子フィルムは、１２．５、２５、
５０、７５、１２５μｍ厚等であって、その中間の厚さ
のもの、或いはこれ以下の薄いフィルムを求めることは
困難である。

【０００６】また、接着剤は一般に基材よりも誘電率が
高く、また、必要とする塗膜厚みも無視できない。更
に、接着剤より得られる膜は、多くの場合可撓性に劣
り、従って用途によっては大きな問題となる。特に多層
となれば問題であり、接着剤層はなるべく少なく、且つ
薄いことが重要である。

【０００７】従来の平衡型のマイクロストリップライン
の製造方法には大別して、 貼り合せ方式 キャスティングで絶縁層を形成した後、更に導体層
を形成する。 の２通りがある。ここで接着剤を用いず絶縁性フィルム
上に直接導体層を形成した、所謂２層原反を用いて、マ
イクロストリップラインを形成する例を説明するが、接
着剤によって導体層と絶縁層を貼り合せた、所謂３層原
反を出発材料としても基本的には全く同じである。

【０００８】まずの方法を説明する。これは図５の如
く、両面銅箔貼り積層板１２の片面に導体回路２をエッ
チングにより形成し、この積層板１２の導体回路２上
に、片面銅箔貼り積層板１１の絶縁層側を接着剤層４を
介して貼合する方法である。この方法では絶縁層の厚さ
は使用する積層板の基体フィルムの２倍と接着剤層４の
厚さの和の厚さとなる。即ち、最も薄い１２．５μｍの
フィルムを基体に用いたものとしても、２５μｍ以下の
厚さにすることはできない。更にこの方法で導体回路層
を図６に示すように２層にしようとすると、接着剤層４
は一層増えて２層となる。更にこの方法で上の導体回路
２１と下の導体回路２２の位置合せも困難であり、一旦
位置合わせを行ったとしても、外力によって、或いは温
度による膨脹や湿度による膨潤、更には接着剤の硬化時
の収縮等によって位置ずれを起し易い。

【０００９】次にの方法であるが、この方法は市販フ
ィルム上に導体を形成した原反と、ポリイミドワニスを
導体にキャスティングする方法を組み合わせていろいろ
な工程が考案されている。代表的な方法としては、図７
の如く、キャスティングあるいはフィルムにスパッタリ
ング等の方法を用いて作製した両面導体付き積層板１２
の片面に信号回路２を形成し、その信号回路２上にポリ
イミドワニス１１をキャスティングし、未だそのキュア
リングが不完全な内に別の導体箔３１を熱圧着し、ポリ
イミドワニスを完全にキュアさせる方法がある。この方
法はポリイミドワニスにて形成した絶縁層１１をキャス
ティングで形成するため、市販の既製フィルムを使う必
要がなく、絶縁層厚を自由にできる利点がある。

【００１０】しかしながら、キャスティングによる方法
は、スパッタリング等の物理的蒸着法が蒸着前のプラズ
マ処理等によって、高分子フィルムと導体金属との化学
的結合が期待できるのに対して導体の凸凹による機械的
な結合にのみ依存しているため、熱に対する信頼性が低
い。また、多層に対するには、キャスティング、熱圧着
という工程を繰り返さなければならないため、工程が長
くなるという問題がある。また、多層とすれば、導体回
路の位置ずれの問題はの方法と同じく深刻である。
、の何れの方法にせよ、多層化すると工程が複雑と
ならざるを得ないし、基本的にこれ以上の狭ピッチ化は
難しい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
方法では、絶縁体層の厚さを任意に制御できないため、
インピーダンス整合のための設計の自由度が制限され
た。特に回路線幅のますます細いものが求められている
現状では、回路線幅に合わせて絶縁体層も薄くなる必要
があるのに、フィルムの成形技術からは、これ以上薄い
フィルムを得ることは困難である。また、多層としたと
きの導体回路の位置ずれもますます問題である。本発明
はこのような状況に鑑みなされたもので、ＩＣとの接続
等に用いられる、平衡型マイクロストリップライン構造
を有する高周波用テープ電線を容易、かつ安価に製造す
る方法を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明方法は、平板状絶
縁基板の両面に金属箔層が設けられた両面金属箔付基板
の少なくとも片面の金属箔をエッチングして導体回路を
形成し、次に金属箔の除去により露出した絶縁体層を所
望の深さだけエッチングにより除去して溝部を形成し、
而して作製した導体回路および溝部付基板の複数枚を、
その導体回路および溝部側を対向させ対向する、一方の
基板の前記導体回路と他方の基板の絶縁体の溝部とが嵌
合するように、接着剤を介して貼り合せて、一体化する
ことを特徴とするものである。以下、本発明を図１及び
図８を用いて詳細に説明する。なお、ここでは２層原反
を出発材料として説明するが、接着剤を用いて作製した
３層原反の場合でも適用可能である。

【００１３】まず、図１ａの如く両面金属箔付絶縁基板
１の片面金属箔層３１に通常のフォトリソグラフィー
法、あるいはアデイテブメッキ法にて図１ｂの如く導体
回路２１を形成する。なお導体回路用金属箔３１、３２
には通常銅あるいは銅合金が用いられ、表面の酸化防止
や他の回路との接続性などからメッキを施される場合も
ある。一方、絶縁基板１としては、誘電率の小さなもの
が好ましくポリスチレン、ポリエチレン、ポリイミド、
フッ素系樹脂などのフィルムが用いられるが、エッチン
グのし易さ、耐熱特性、寸法安定性、機械的強さなどの
点から、ポリイミドフィルムが好適である。

【００１４】次に導体回路２１の形成により露出した絶
縁体層１を図１の如く、所望の深さまでエッチングして
溝部２３を形成する。絶縁体層１をエッチングする方法
としては、ケミカルエッチング、レーザーエッチング、
反応性プラズマエッチングなど任意のエッチング方法が
適用できる。いずれの方法にせよ導体回路２１は絶縁体
層１の保護層として作用するため、露出している絶縁体
層部分のみがエッチングされ、導体回路２１には影響が
ないエッチング条件を探すことは容易であり、新たにレ
ジスト層を設ける必要もなく好都合である。同様にし
て、この回路と大略ネガポシの関係にある回路を片面に
設けた両面金属箔付絶縁基板を作製し、これら２枚の基
板を導体回路２１面を対向させて接着剤４を用いて貼合
一体化する。（図１ｄ）

【００１５】なお、この際に用いる接着剤としては通常
絶縁基板１と金属箔３１、３２との接着に用いられるも
ので良く、勿論ポリイミドワニスを用いて熱圧着し、後
ワニスをキュアさせる方法でも可能である。なお、絶縁
体層１のエッチングの深さを選べば、グランド導体層３
と導体回路２１との距離を任意に選定できる。更に図か
ら明らかな如く、２層の導体回路が得られるので例えば
１層を信号線、他の１層を電力線又は接地線という様に
分離して使用することができる。この様な内層２導体回
路型のマイクロストリップラインをの従来法で作製す
れば図６に示したように接着剤層４は少なくとも２層必
要となる。勿論内層導体回路型のもので十分であれば、
図８の様に一方の導体回路は貼合前にエッチング除去す
ればい。

【００１６】

【作用】以上説明した如く、本発明方法では、導体回路
の形成により露出した絶縁体層をエッチングする深さに
よって上下面のグランド導体層と導体回路間の距離を任
意に選ぶことができ、任意の特性インピーダンスのもの
が得られる。更に、従来方法品のおよそ２倍の高密度化
が容易に可能となる。これは、従来法ではレジストの解
像度の限界から不可能な回路の高密度化を可能とする。

【００１７】例えば、同様な基板相互の貼合せを図９の
如く導体回路２１、２２を形成し、これにより露出した
絶縁体層１１、１２をエッチングせずに行ったら、わず
かな位置ずれによって、上下の導体回路２１、２２は容
易に短絡してしまうであろう。またよしんば短絡の生じ
ない位置合せができても導体回路２１、２２の線間距離
が狭いため、線間ストロークが問題となるが、これも本
発明では隣合った線を上下に分離することによって線間
距離を確信して保持できる。また単純な回路であれば、
全く同じ両面導体回路付基板の貼合せも可能であり、工
程は更に単純化される。もし、層間の導通が必要であれ
ば、貼合せ後に穿孔し、メッキによりスルーホールを形
成すればよい。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を示す。 実施例１ 図１０は実施例１により作製したマイクロストリップラ
インの断面図である。厚さ５０μｍのポリイミドフィル
ム（商品名ＫＡＰＴＯＮ−２００Ｈ：東レ、デュポン社
製）の両面に、マグネトロンスパッタリングにより、厚
さ０．２μｍの銅層を形成した。次に而して形成した銅
層上に電解銅メッキにより各々１０μｍ厚の銅層を形成
した。次に通常のフォトリソグラフィーの手法により片
面の銅層をエッチングし、線幅１００μｍ線間２００μ
ｍの導体回路を形成し、続いて水和ヒドラジンとエチレ
ンジアミンの３：２混合液にて銅層のエッチングにより
露出したポリイミド部分を深さ２５μｍエッチング除去
した。なお、このとき回路の導体は、ポリイミドエッチ
ングのレジストとして作用している。而して作製した導
体回路付基板２枚を、導体回路２を相手方の基板の絶縁
体層１の溝部に各々嵌合するように突き合わせ、エポキ
シ系の接着剤層４を介して接着し１体化してマイクロス
トリップラインとした。

【００１９】実施例２ 図１１は実施例２により作製したマイクロストリップラ
インの断面図である。厚さ７５μｍのポリイミドフィル
ム（商品名ＫＡＰＴＯＮ−３００Ｈ東レ、デュポン社
製）に実施例１と同様にして、両面に導体回路を形成
し、続いて露出したポリイミド部分を深さ２５μｍエッ
チング除去した。而して作製した両面導体回路付基板Ａ
の両面に実施例１と同様にして作製した片面導体回路付
基板Ｂを各々貼合せて内層４層導体回路のマイクロスト
リップラインを得た。

【００２０】実施例３ 実施例１と同様の方法で図１２に示す如きＴＡＢ用ＩＣ
チップキャリアを作製した。このとき図１３の部分拡大
図に示した如く導体回路２１と導体回路２２とで段差が
あり、インナーおよびアウターリードの接続が難しいの
ではないかと懸念されたが、段差は２０μｍ程度と小さ
く、ボンディングには支障なかった。

【００２１】

【発明の効果】上記実施例から明らかな如く、本発明方
法では絶縁体層の厚さが自由に調節でき、多層の場合に
は、接着剤層の層数を減らすことも可能である。更に線
間部分を有効に利用できるため、従来法では歩留りが低
く、工業生産が不可能であった線間の狭ピッチ品が容易
に製造できる。また、絶縁体層に設けた溝部によって互
いに導体回路が固定されるため、貼合せ時に導体回路の
位置ずれを起し難く、また貼合せ１体化後においても、
外力、温度による膨脹湿度による膨潤などによる位置ず
れも起り難い。従って導体回路相互での短絡などは起き
ないなど良性能品が製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法による導体回路を２層にした平衡型
マイクロストリップラインの製造方法を説明する工程。 (a) 両面金属箔付き絶縁基板の断面説明図。 (b) 片面導体回路付絶縁基板の断面説明図。 (c) 片面導体回路付絶縁基板の露出した絶縁体層をエッ
チング除去したものの断面説明図。 (d) (c) 工程で作製した片面導体回路付絶縁基板相互を
貼合せて内層２導体回路型としたマイクロストリップラ
インの断面説明図。

【図２】コプラナー構造を示す断面説明図。

【図３】平衡型マイクロストリップラインの断面説明
図。

【図４】不平衡型マイクロストリップラインの断面説明
図。

【図５】従来法による導体回路が１層の平衡型マイクロ
ストリップインの断面説明図。

【図６】従来法による導体回路を２層にした平衡型マイ
クロストリップラインの断面説明図。

【図７】従来のキャスティング法あるいはフィルムにス
パッタリング法などを応用しての平衡型マイクロストリ
ップラインの製法を説明するための断面説明図。

【図８】本発明方法による内層１導体回路型のマイクロ
ストリップラインの断面説明図。

【図９】従来法による内層２導体回路型のマイクロスト
リップラインの断面説明図。

【図１０】実施例１で作製した内層２導体回路型のマイ
クロストリップラインの断面説明図。

【図１１】実施例２で作製した内層４導体回路型のマイ
クロストリップラインの断面説明図。

【図１２】本発明方法にて作製したＴＡＢ用ＩＣチップ
キャリアの平面説明図。

【図１３】図１２のＴＡＢ用ＩＣチップキャリアの一部
分拡大説明図。

【符号の説明】

１、１１、１２ 絶縁体層 ２、２１、２２ 導体回路 ３、３１、３２ 接地線又はグランド導体層 ４ 接着剤層 Ａ 両面導体回路付基板 Ｂ 片面導体回路付基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 健一 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状絶縁基板の両面に金属箔層が設け
   られた両面金属箔付基板の少なくとも片面の金属箔をエ
   ッチングして導体回路を形成し、次に金属箔の除去によ
   り露出した絶縁体層を所望の深さだけ、エッチングによ
   り除去して溝部を形成し、而して作製した導体回路およ
   び溝部付き基板の複数枚をその形成した導体回路および
   溝部側を対向させ、対向する一方の基板の前記導体回路
   と他方の基板の前記絶縁体の溝部とが嵌合するように接
   着剤を介して貼合せて、一体化することを特徴とする高
   周波用テープ電線の製造方法。