JPH11204586A

JPH11204586A - Ｔａｂテープの製造方法

Info

Publication number: JPH11204586A
Application number: JP10006093A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tanaka; 隆田中; Shoichi Ii; 正一井伊; Seiji Sato; 誠治佐藤; Hirofumi Imai; 浩文今井; Katsuhiro Minamida; 勝宏南田; Tatsuhiko Sakai; 辰彦坂井
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリイミド絶縁層の加工を高精度に維持しつ
つ、低コストで安定的に行うＴＡＢテープの製造方法を
提供する。【解決手段】ポリイミドを主成分とする絶縁層と導体
層とからなるテープ状の基材を炭酸ガスレーザを用いて
加工する方法において、基材として絶縁層の両面又は片
面に接着層を使用することなく導体層が設けられたもの
を用い、前記導体層の一部をあらかじめエッチングによ
り開口した後、エッチング後に残された導体層をマスク
としてＱスイッチ化された炭酸ガスレーザにより絶縁層
にビアホール及び／又はデバイスホールを形成する工程
をリール・トウ・リール方式による連続方式で行うＴＡ
Ｂテープの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＡＢテープの製
造方法に関し、さらに詳しくはＴＡＢテープ製造時の基
板構成材料であるポリイミド絶縁体の加工法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】テープキャリア等ベースフィルム（基
材）にパンチングホールを有する配線板は、ベースフィ
ルムをパンチング又はポリイミドエッチングにより除去
して、デバイスホールを設け金属箔をラミネートした
後、フォトエッチング法で配線パターンを形成する。

【０００３】テープキャリアの製造に際しては、ＩＣ素
子を搭載するためにポリイミド樹脂絶縁層の一部を欠落
させてデバイスホールの形成を行わなければならない。
このデバイスホールの形成は、３層基板を使用したテー
プキャリアにおいては、ポリイミド樹脂絶縁層のデバイ
スホール該当部分を機械的に明ける方法がとられている
が、２層基板を使用したテープキャリアの場合には、ポ
リイミド樹脂絶縁層に金属層が直ちに隣接するために機
械的に明ける方法を採用することができず、ポリミド樹
脂絶縁層上に金属レジストやフォトレジストを形成した
後、該レジストを加工マスクとしてポリイミド樹脂のエ
ッチングを施し、所望のデバイスホールを形成する化学
的溶解法を採らねばならない。

【０００４】２層基板におけるポリイミド樹脂絶縁層の
化学的溶解処理工程において、ポリイミド樹脂絶縁層に
おける所望の溶解パターン形成のためのエッチングマス
クとして従来から使用されているフォトレジストには、
溶剤現像型ドライフィルムと呼ばれるものとアルカリ現
像型ドライフィルムと呼ばれるものがある。そして、溶
剤現像型レジストにおいては現像液として塩素系である
１，１，１−トリクロロエタンを用いるのが一般的であ
ったが、この溶剤は今日において環境汚染による公害規
制に対する問題があるのでその使用を避けなければなら
ない。

【０００５】また、アルカリ現像型ドライフィルムは、
ｐＨ９以上のアルカリに対して弱く、ポリイミド樹脂の
溶解液として用いられる強塩基性エッチング液に耐えら
れないので、ポリイミド樹脂を基板材料として用いるテ
ープキャリアの製造には使用することができない。

【０００６】したがって、化学的溶解法によらずに絶縁
層の加工を精度よく行う加工方法の開発が望まれてい
た。そこで、これら絶縁層材料を炭酸ガスレーザで開口
せる方法が検討されており、特開平５−５５７２４号公
報、特開平３−２１０９８４号公報には、絶縁層樹脂に
貫通孔を形成する方法が開示されている。しかしなが
ら、通常の炭酸ガスレーザを用いるこれらの方法では、
数十ｔｏｒｒに圧力調整した炭酸ガス等のレーザガス中
で放電励起を行い、放電励起の開始後数十μｓ以内に利
得が発振しきい値に達したところで発振が始まる。それ
ゆえ、炭酸ガスレーザにおける発振は自然のなりゆきま
かせでしかなく発振のタイミングやレーザ強度が不規則
なものであった。

【０００７】一般に、レーザによる樹脂の開口は、レー
ザ光のピーク出力の大きさとパルスの繰り返し周波数が
重要なファクターとなる。すなわち、樹脂開口の際の樹
脂除去は、パルスレーザ光吸収による急速加熱と蒸発及
び蒸発ガスの反発力により行われるので、レーザパルス
の立ち上がりが速いものが好ましく、そのためにピーク
出力が大きいものが望ましい。しかしながら、従来の炭
酸ガスレーザは、樹脂の開口に適した十分なピーク出力
や条件を有するものではなかった。また、開示された方
法にしたがってＴＡＢテープを製造するには、繁雑な工
程を伴うと考えられ、ここにはＴＡＢテープを低コスト
で安定的に製造する工程については何等示されていなか
った。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
ＴＡＢテープの製造において、ポリイミドフィルムを化
学的溶解法によるパターンニング処理を行なわず、容易
かつ効率的に精度の高いビアホール及びデバイスホール
を形成する際の上記した問題を解決し、低コストで安定
的に提供できるＴＡＢテープの製造方法を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題を解
決するために鋭意検討した結果、ＴＡＢテープの製造に
おいて、特にＱスイッチ化された炭酸ガスレーザが、高
いピーク出力を有しかつ規則性のある繰り返しパルスが
得られることから、絶縁層樹脂の除去に適していること
を見出し、本発明に達成した。

【００１０】すなわち、本発明は、ポリイミドを主成分
とする絶縁層と導体層とからなるテープ状の基材を炭酸
ガスレーザを用いて加工する方法において、基材として
絶縁層の両面又は片面に接着層を使用することなく導体
層が設けられたものを用い、前記導体層の一部をあらか
じめエッチングにより開口した後、エッチング後に残さ
れた導体層をマスクとして炭酸ガスレーザにより絶縁層
にビアホール及び／又はデバイスホールを形成する工程
をリール・トウ・リール方式による連続方式で行うこと
を特徴とするＴＡＢテープの製造方法である。

【００１１】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明のＴＡＢテープの製造方法は、絶縁性樹脂層を開口
してビアホール及び／又はデバイスホール部を形成する
際に、Ｑスイッチ化された炭酸ガスレーザを用いること
により、精密加工と高速加工を可能にしたもである。

【００１２】このＱスイッチ化された炭酸ガスレーザ
は、Ｑスイッチ装置を備えた炭酸ガスレーザであり、以
下のように作動する。先ず、放電励起が始まってもしば
らくの間はレーア発振が起こらないようにレーザ発振器
のＱ値を下げておく。レーザガスに十分エネルギーがた
まった後に急速にＱ値をあげると、レーザパルスが爆発
的に立ち上がり、それまで蓄積されたエネルギーを一挙
に引き出す形で終了する。そのパルスの時間幅は数十〜
数百ｎｓであり、超短時間内に光エネルギーが詰め込ま
れるので、そのタイミングは人為的に制御可能であり、
規則性のある繰り返しパルスが得られる。パルスの繰り
返し周波数は放電電源に依存せず、Ｑスイッチ装置の繰
り返し周波数に依存する。例えば、回転チョッパ式スイ
ッチでは、数百ＫＨｚ程度のパルス繰り返し周波数も可
能である。

【００１３】本発明においては、基材として絶縁体樹脂
層の両面又は片面に導体層を有する積層体を用いる。こ
の絶縁体樹脂としては、ポリイミドを主成分とするもの
であればよく、例えばポリイミド又は変性ポリイミド樹
脂などが挙げられる。加工後の寸法安定性を考慮する
と、熱膨張係数３×１０^-5／℃以下のポリイミドを主成
分とする絶縁体樹脂であることが好ましい。熱膨張係数
がこれより大きいと導体層との熱膨張係数の差が大きく
なり、導体層を加工した後に反りなどが発生する原因と
なる。そして、この絶縁体樹脂層の厚みは５〜１００μ
ｍ、レーザによる加工性と絶縁性のバランスを考慮する
と１０〜５０μｍが好ましい。

【００１４】また、導体層に用いられる金属としては、
特に限定されるものではないが、例えば銅、アルミニウ
ム、鉄、銀、パラジウム、ニッケル、クロム、モリブデ
ン、タングステン又はそれらの合金などを挙げることが
でき、好ましくは銅である。

【００１５】本発明においては、片側の導体層をあらか
じめウエットエッチングなどにより加工しておき、次の
ビアホール及びデバイスホール部を形成するためのメタ
ルマスクとして使用する。

【００１６】本発明の製造方法においては、導体層の一
部をあらかじめエッチングにより開口した後、エッチン
グ後の残された導体層をマスクとしＱスイッチ化された
炭酸ガスレーザにより絶縁層にビアホール及び／又はデ
バイスホールを形成する工程をリール・トウ・リール方
式による連続方式で行うことが肝要である。バッチ方式
でもビアホール等の形成は可能ではあるが、長尺の連続
ＴＡＢテープが製造できず、製造設備の生産性が低下す
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明による
ＴＡＢテープの製造例について、さらに詳細に説明す
る。図７は本発明に用いるレーザ加工装置の一例を模式
的に示す図であり、図８はＱスイッチの部分拡大図であ
り、図９はチョッパディスクの正面図である。図１１は
Ｑスイッチ炭酸ガスレーザにより絶縁層にビアホール及
び／又はデバイスホールを形成する工程をリール・トウ
・リール方式による連続方式で行なうレーザ加工装置の
一例を模式的に示す図である。

【００１８】図７〜９において、炭酸ガスレーザ発振器
１１の共振器の内部にレンズ１３とリアミラー１４（全
反射ミラー）を用いてテレスコープレンズ１５を形成
し、テレスコープレンズ１５の中間にビームウェスト１
６を設ける。そして、ビームウェスト１６の位置に回転
チョッパ１７を設置してＱスイッチ化する。回転チョッ
パ１７は、チョッパディスク１８と回転駆動装置１９と
で構成され、回転駆動装置１９を所定の回転数で回転さ
せ、所定の繰り返し周波数でチョッピングを行うことに
よりＱスイッチパルス発振が得られる。Ｑスイッチパル
スは、時間幅２００ｎｓ〜１μｓ、ピークパワー５〜１
００ｋｗの初期スパイク成分と、それに続く時間幅０．
９〜２９μｓ、ピークパワー２〜５ｋｗのテール成分と
からなる。Ｑスイッチパルス発振による高いピーク出力
のレーザ光は樹脂の急速加熱に有利に寄与する。

【００１９】Ｑスイッチに用いるチョッパディスク１８
の素材は金属が好ましいが、その種類は特に限定するも
のではない。チョッパディスク１８の形状としては所定
の幅を有するスリットを周上に配置した円盤を用いるこ
とができる。チョッパディスク１８の回転駆動装置１９
には高速スピンドルモータなどを用いることでよい。チ
ョッパディスク１８をビームウェスト１６に配置する際
は、レーザの発振光軸に対して正反射とならないように
やや角度をつけておくことが好ましい。また、フロント
ミラー１２（部分反射ミラー）、リアミラー１４、レン
ズ１３の素材としてはＺｎ、Ｓｅなどを用いることがで
き、その他Ｇｅなどを用いることもできる。

【００２０】炭酸ガスレーザは、１０．６μｍ（周波数
〜９４０ｃｍ^-1）付近、１０．３μｍ（周波数〜９７０
ｃｍ^-1）付近、９．６μｍ（周波数〜１０４０ｃｍ^-1）
付近及び９．３μｍ（周波数〜１０７５ｃｍ^-1）付近に
合わせて１００本近い発振線をもつ。一方、絶縁性樹
脂、特にポリイミド樹脂を含有する樹脂（例：商品名エ
スパネックス、新日鐵化学株式会社製）は、図１０に示
すように、９．３μｍ付近及びそれより短波長側で強い
吸収を示す。したがって、炭酸ガスレーザの発振波長を
樹脂の高吸収帯に合わせることで、効率的にかつ局所的
に急速加熱することができるため、低出力のレーザで熱
だれのない美しい加工断面仕上がりが得られる。

【００２１】図１０に示すように、波長９．３μｍ以下
でポリイミド樹脂の吸収率は更に増加する傾向がある。
しかし、炭酸ガスレーザの９．３μｍ帯の発振線では波
長９．２２〜９．３３μｍ（周波数１０７１．８７〜１
０８４．６３ｃｍ^-1）の範囲が最も発振効率が高く、そ
れを考慮すると波長９．２２〜９．３３μｍの範囲が加
工には最適である。なお、ここではポリイミド系の絶縁
性樹脂を例に挙げて最適発振波長について説明したが、
加工対象となる樹脂の種類によっては波長吸収特性が多
少異なるため、その際は同様に樹脂の吸収特性を調査
し、最適なレーザ波長を選択することが望ましい。

【００２２】波長９．２２〜９．３３μｍの範囲のレー
ザを選択的に照射するためには、フロントミラー１２の
反射率を波長１０．６μｍ付近において２％以下とし
て、リアミラーの反射率を上記９．２２〜９．３３μｍ
の範囲において全反射、９．６μｍ以下において４０％
とする。さらに、レンズの両面には９．２２〜９．３３
μｍの範囲における無反射膜を施す。

【００２３】上記のＱスイッチ炭酸ガスレーザにより絶
縁層にビアホール及び／又はデバイスホールを形成する
には、リール・トウ・リール方式による連続方式で行な
う。このような連続方式として、例えば図１１に示すレ
ーザ加工装置が挙げられる。図１１において、ポリイミ
ドを主成分とする絶縁層と導体層とからなるテープ状基
材２１を巻き出し装置２２から連続的に引き出し、補助
リール２３を介してレーザ加工装置２４を通過させる。
レーザ加工装置２４のＱスイッチ炭酸ガスレーザ発振器
２５からレーザビーム２６をテープ状基材２１に照射
し、テープ状基材２１の絶縁層に所望のビアホール及び
／又はデバイスホール（図示せず）を開口する。開口さ
れたテープ状基材２１を補助リール２７を介して巻き出
し装置２８に巻き取る。

【００２４】２層ＴＡＢテープの加工の際には、片側の
導体層の表面にスクリーン印刷あるいは感光性樹脂等に
よりマスクパターンを形成し、これをエッチングマスク
として適当なエッチング液により導体層を選択的に除去
してのち、マスクパターンを除去し、導体層に開口部を
形成させる。次に、開口が形成された導体層をメタルマ
スクとして、炭酸ガスレーザを開口が形成された導体層
全面に照射する。上記メタルマスクの開口部を通過した
レーザを絶縁性樹脂が吸収し、急激に加熱され蒸発する
ことにより、開口部の絶縁性樹脂が除去され、所望のビ
アホール及びデバイスホールの開口部が形成される。

【００２５】

【実施例】実施例１まず、図１に示す基材１に、新日鉄化学社製無接着銅張
り積層板エスパネックスＳＢ１８―５０―１８ＷＥ（商
品名）を用い、これに感光性ドライフィルムをラミネー
トし、マスクパターンを介して紫外線を照射してこれを
感光させ現像した。次に、現像した基材を塩化第二鉄液
によりエッチングした後に、エッチング時に用いたドラ
イフィルムを除去し、図２に示すように、導体層Ａに２
の開口部を形成した。

【００２６】図１１に示すリール・トウ・リール方式に
よる連続方式Ｑスイッチ炭酸ガスレーザ加工装置を用
い、図３に示すように、開口部２が形成された基材の全
面に炭酸ガスレーザ３を照射した。開口部を通過したレ
ーザビームにより、絶縁層を開口することでビアホール
４とデバイスホール５が同時に形成できた。この時のレ
ーザ加工条件は、Ｑスイッチパルス炭酸ガスレーザを用
いて、パルスレーザのピーク出力は６．４ｋｗ、パルス
エネルギーは３０ｍＪ、パルス幅２０μｓ、パルス周波
数は１２ＫＨｚとした。また、レーザ波長は９．３μｍ
を用い、集光径は直径５００μｍに集光した。同一点へ
の照射パルス数は約４パルスである。

【００２７】次いで、デバイスホール部５の導体面にビ
ニル系ペイントを塗布した後に、無電解銅メッキ液を用
いてビアホール部の壁面を含む全面に銅被膜を形成し、
図４に示すブラインドスルホール６を形成した。さら
に、各銅被膜を陰極として電解メッキ液を用い、電流密
度２Ａ／ｄｃｍ²で電気銅メッキを施した。この時の銅
メッキ厚みは１０μｍであった。

【００２８】次に、基材両面に感光性ドライフィルムを
ラミネートし、表面のインナーリード、アウターリード
などの信号線、裏面にはグランドパターンを備えた両面
パターンマスクを介して紫外線を照射し、感光性ドライ
フィルムを感光させ、現像した後に、現像した基材を塩
化第二鉄液により両面エッチングし、エッチング時に用
いたドライフィルムを除去し、図５に示す両面２層ＴＡ
Ｂテープの回路パターンを得た。

【００２９】次に、両面の回路パターンの表面の配線リ
ード部より、保護レジストをスクリーン印刷により塗布
し、保護レジストを乾燥した後に、裏面のグランドパタ
ーン側にも同様の工程で保護レジストを塗布し、最後に
配線リード部に金メッキあるいは錫メッキなどによる表
面処理を施し、図６に示す両面２層ＴＡＢテープを完成
した。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明した本発明の方法によれば、
きわめて高い精度でビアホールやデバイスホールの形成
を行うことができ、ＴＡＢテープの多ピン化に伴うビア
ホールの高密度化、微小径化を容易に達成することがで
き、付加価値の高いＴＡＢテープが提供できる。また、
Ｑスイッチ化された炭酸ガスレーザを用いることによ
り、レーザパルスの繰り返し周波数を高くすることがで
き、加工を高速度で行うことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いる無接着剤銅張積層板の側面断面
図である。

【図２】導体層に開口部をエッチングした無接着剤銅張
積層板の側面断面図である。

【図３】炭酸ガスレーザ加工により、絶縁層にビアホー
ル及びデバイスホールを形成した無接着剤銅張積層板の
側面断面図である。

【図４】メッキによりブラインドホールを形成した無接
着剤銅張積層板の側面断面図である。

【図５】回路加工でパターンを形成した両面２層ＴＡＢ
テープの側面断面図である。

【図６】回路加工した両面２層ＴＡＢパターンの平面図
である。

【図７】レーザ加工装置の構成を示す略図である。

【図８】Ｑスイッチの部分拡大図である。

【図９】チョッパディスクの正面図である。

【図１０】ポリイミドを含有する樹脂の吸収特性を示す
グラフである。

【図１１】リール・トウ・リール方式でのレーザ加工装
置の略図である。

【符号の説明】

１：基材２：導体層開口部３、２６：炭酸ガスレーザビーム４：ビアホール５：デバイスホール６：ブラインドスルーホール７：両面２層ＴＡＢテープ１１、２５：炭酸ガスレーザ発振器１２：フロントミラー１３：レンズ１４：リアミラー１５：テレスコープレンズ１６：ビームウェスト１７：回転チョッパ１８：チョッパディスク１９：回転駆動装置２１：テープ状基材２２：巻き出し装置２４：レーザ加工装置２８：巻き取り装置

フロントページの続き (72)発明者佐藤誠治千葉県木更津市築地１番地新日鐵化学株式会社総合研究所内 (72)発明者今井浩文千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者南田勝宏千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者坂井辰彦千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイミドを主成分とする絶縁層と導体
層とからなるテープ状の基材を炭酸ガスレーザを用いて
加工する方法において、基材として絶縁層の両面又は片
面に接着層を使用することなく導体層が設けられたもの
を用い、前記導体層の一部をあらかじめエッチングによ
り開口した後、エッチング後に残された導体層をマスク
としてＱスイッチ化された炭酸ガスレーザにより絶縁層
にビアホール及び／又はデバイスホールを形成する工程
をリール・トウ・リール方式による連続方式で行うこと
を特徴とするＴＡＢテープの製造方法。
【請求項２】炭酸ガスレーザにより絶縁層にビアホー
ル及び／又はデバイスホールを形成した後、電解メッキ
又は無電解メッキにより導体層を形成する請求項１記載
のＴＡＢテープの製造方法。
【請求項３】炭酸ガスレーザが９．２２〜９．３３μ
ｍの発振波長の炭酸ガスレーザである請求項１又は２記
載のＴＡＢテープの製造方法。
【請求項４】絶縁体樹脂は３×１０^-5／℃以下の熱膨
張係数を有するポリイミド又は変性ポリイミド樹脂であ
る請求項１〜３いずれかに記載のＴＡＢテープの製造方
法。