JP2006339186A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フレキシブル部14と、フレキシブル部14に連続して設けられたリジット部15とからなる配線基板10であって、フレキシブル部14は、絶縁性樹脂層12を介して配線パターン13が積層されたフレキシブル基板からなり、リジット部15は、フレキシブル部14と一体に形成されたフレキシブル基板からなり、該フレキシブル基板に形成された配線パターンの配線密度が、フレキシブル部14の配線パターンの配線密度よりも大きく設定されてフレキシブル部14よりも硬度が高く形成されていることを特徴とする。
【選択図】図4
Description
図5にフレキシブル部82とリジット部81とから構成される、一般的な配線基板を示す。リジット部81はフレキシブル基板83がリジット基板86、87に挟み込まれて形成され、フレキシブル部82はフレキシブル基板83のみからなる。フレックス基板83は、可撓性を有するポリイミド系樹脂等の絶縁性樹脂層91の表面に配線パターン84が形成されてなる。
このような構成からなる配線基板としては、例えば特許文献1記載のものがある。
すなわち、本発明は、フレキシブル部と、該フレキシブル部に連続して設けられたリジット部とからなる配線基板であって、前記フレキシブル部は、絶縁性樹脂層を介して配線パターンが積層されたフレキシブル基板からなり、前記リジット部は、前記フレキシブル部と一体に形成された前記フレキシブル基板からなり、該フレキシブル基板に形成された配線パターンの配線密度が、前記フレキシブル部の配線パターンの配線密度よりも大きく設定されてフレキシブル部よりも硬度が高く形成されていることを特徴とする。
これによれば、信頼性のある配線基板を簡単に提供できる。
また、前記リジット部において、前記配線パターンがベタパターン状に形成されていることを特徴とする。
これによれば、信頼性があり、より高性能な配線基板を提供できる。
また、前記絶縁性樹脂層は、ヤング率25MPa以下の低弾性であることを特徴とする。
また、前記絶縁性樹脂層は、無電解メッキ、或いは無電解メッキと電解メッキの組み合せにより表面に導体層を形成可能であることを特徴とする。
また、前記絶縁性樹脂層は、熱硬化型のエポキシ系樹脂フィルム、或いは熱硬化型のフェノールノボラック系樹脂フィルムからなることを特徴とする。
これによれば、効率良く配線基板を製造できる。
本実施の形態の配線基板は、絶縁性樹脂層として、以下に説明する機能を有する樹脂フィルムを用いて形成される。
樹脂フィルムは、温度80〜180℃で加熱することで熱硬化する。加熱温度が80〜180℃のとき、加熱時間は30分〜180分がよい。熱硬化させた樹脂フィルム(樹脂硬化物)は可撓性を有し、湾曲自在である。さらに樹脂硬化物は、低弾性であることを特徴としている。具体的には、樹脂硬化物のヤング率は25MPa以下である。
また、樹脂硬化物は、メッキによりその表面に導体層を形成することができる。メッキによる導体層の形成方法としては、無電解メッキによって無電解メッキ層からなる導体層を形成する方法と、無電解メッキと電解メッキを組み合せて、無電解メッキ層上に電解メッキ層が積層されたものを導体層とする方法とがある。
粗面化工程とは、樹脂硬化物の表面を化学エッチング等によって粗面化する工程であり、キャタリスト工程とは、無電解めっきの核となる触媒金属を成分として含む化合物、例えばPd錯体、Pd−Sn錯体或いは有機パラジウムコロイドを粗面化された樹脂フィルムの表面に吸着させる工程である。アクセラレータ工程とは、吸着した化合物の触媒金属成分を還元し、樹脂硬化物の表面に触媒金属、例えばPdを析出する工程である。粗面化工程の前に、樹脂硬化物の表面に付着している油脂等の汚れを除去する脱脂処理工程を必要に応じて行う。
無電解メッキによる無電解メッキ層上に、電解メッキ層を形成する方法も、一般的な電解メッキの方法を用いることができる。例えば、電解メッキとして電解銅メッキがあり、メッキ浴としては硫酸銅メッキ浴が使用できる。
アディティブ法の場合は、樹脂硬化物の表面上にメッキマスクとしてのレジストを形成し、無電解メッキだけで導体層を形成した後、レジストを除去することで配線パターンが形成できる。
セミアディティブ法の場合は、樹脂硬化物の表面に設けた無電解メッキ層上に、メッキマスクとしてのレジストを設けて電解メッキ層を形成する。次いで、レジストを除去し、さらに外面に露出する無電解メッキ層をエッチングによって除去することで配線パターンが形成できる。
サブトラクティブ法の場合は、樹脂硬化物上に設けた無電解メッキ層上に、電解メッキ層を積層して形成し、さらにその上にレジストを形成する。そして、レジストをマスクとするエッチング処理を施した後、レジストを除去して配線パターンが形成される。
また、樹脂フィルムは、金属板上、樹脂フィルム上或いは樹脂硬化物上に樹脂フィルムを貼りつけ、前記温度で加熱し、熱硬化させることで簡単に接着できる。
つまり、樹脂フィルムは、絶縁性樹脂層と配線パターンを順次積層して多層配線構造を形成するビルドアップ法における絶縁性樹脂層として好適に使用できる。
このような機能を有する樹脂フィルムとして、エポキシ系の樹脂フィルム或いはフェノールノボラック系の樹脂フィルム、より詳細にはエポキシ系非感光性樹脂フィルム、フェノールノボラック系非感光性樹脂フィルムがある。
配線基板10は、フレキシブル部14と、これに連続し、半導体素子等の電子部品が搭載されるリジット部15とから構成されている。フレキシブル部14が可撓性を有し、湾曲自在であるのに対して、リジット部15は、フレキシブル部14より高い硬度を有し、容易には折り曲げることができない硬質に形成されている。これにより、電子部品を安定した状態でリジット部15に搭載できる。
図4(c)に示した配線基板10は、フレキシブル基板16の所定部位がリジット部15となり、残りの部位がフレキシブル部14となっている。
図4(c)のフレキシブル基板16では、第1、第2及び第3の絶縁性樹脂層12a、12b、12cが積層され、第1、第2の絶縁性樹脂層12a、12bの上面には、各々第1、第2の配線パターン13a、13bが形成されている。そして、リジット部15となる部位の、第3の絶縁性樹脂層12cの上面にのみ、第3の配線パターン13cが形成されている。
また、第1の配線パターン13aと第2の配線パターン13bは、第2の絶縁性樹脂層12bを貫通する第1のビア17aによって電気的に接続されている。同様に第2の配線パターン13bと第3の配線パターン13cは、第3の絶縁性樹脂層12cを貫通する第2のビア17bによって電気的に接続されている。
また、フレキシブル基板16のフレキシブル部14となる部位は、各配線パターン13a、13bが、絶縁性樹脂層の湾曲自在な性質を妨げない程度の配線密度で形成されている。
1つは、フレキシブル部14の部位よりもリジット部15の部位に1層以上配線パターンを多く設ける構成である。金属からなる硬質の配線パターンにより、その部位の硬度を高めてリジット部15とすることができる。
図4(c)の配線基板10では、最外層となる第3の絶縁性樹脂層12c上で、リジット部15となる部位にのみ第3の配線パターン13cを形成している。こうして、屈曲自在なフレキシブル部14に対して、リジット部15を硬質に形成できる。ちなみに、各配線パターン13a、13b、13cは略同一厚さに形成される。
例えば、フレキシブル基板16の1層の配線パターンが、リジット部15となる部位で、部分的にベタパターン状に形成される構成である。
図7に示した配線基板10aは、図4(c)の配線基板10と基本的には同様の構成からなるが、第2の配線パターン13bがリジット部15となる部分130bでベタパターン状に形成されている。ベタパターン状の配線パターンは、電源用の配線パターンとして使用することができる。ちなみに、ベタパターン状の配線パターンはリジット部15のみに形成され、フレキシブル部14には形成されない。
まず、金属からなる支持板11として銅板を準備し(図1(a)参照)、支持板11上に樹脂フィルムを貼り付け、キュアを施して支持板11上に第1の絶縁性樹脂層12aを形成する(図1(b)参照)。支持板11は配線基板10の製造の際に、低弾性の樹脂フィルムを支持して、その姿勢を保持するために用いる。
キュアは、温度80〜180℃で、時間30分〜180分の加熱により行う。キュアにより熱硬化した後でも、ヤング率25MPa以下であり、可撓性を有して湾曲自在となる材料を用いる。
その後、第1の絶縁性樹脂層12a上に第1の配線パターン13aを形成する(図1(c)参照)。
セミアディティブ法による配線パターンの形成方法について説明すると、まず、第1の絶縁性樹脂層12aに前述の無電解銅めっきの前処理を施し、触媒金属であるPdを析出させる。そして、第1の絶縁性樹脂層12aを、無電解銅メッキ液に支持板11ごと浸漬して第1の絶縁性樹脂層12a上に無電解銅メッキ層を形成する。それから、メッキマスクとしてのレジスト層を無電解銅メッキ層上に形成し、電解銅メッキを行う。レジスト層は、フィルム状、或いは液状の感光性レジストを無電解銅メッキ層上に設け、これに露光、現像を施すことにより所定パターンに形成できる。また、電解銅メッキは、レジスト層が形成された支持板11を、電解銅メッキのメッキ浴である硫酸銅メッキ浴に浸漬することで行うことができ、これにより無電解銅メッキ層上に電解銅メッキ層が形成される。その後、レジスト層を除去し、銅のエッチングを施すことにより、配線パターン13aを形成する部位以外の、露出する無電解銅メッキ層を除去して銅層からなる配線パターン13aを形成する(図1(c))。
次に、第2の絶縁性樹脂層12bの所定位置で第1の配線パターン13aが露出するように、第2の絶縁性樹脂層12bを貫通するビア孔20aを設ける(図2(a)、図2(b))。ビア孔20aは、レーザーにより第2の絶縁性樹脂層12bの所定部位を除去することにより形成できる。
その後、第1の配線パターン13aの形成方法と同様の方法により、第2の配線パターン13bと第1のビア17aを形成する。即ち、ビア孔20a内を含めた第2の絶縁性樹脂層12bの上面全面に、無電解銅メッキを施して無電解銅メッキ層を形成する。そして、無電解銅メッキ層上に所定パターンのレジスト層を形成し、これをメッキマスクとして電解銅メッキを行う。レジスト層は前述と同様の方法により形成できる。これにより、ビア孔20a内に銅が充填され、第2の配線パターン形状の電解銅メッキ層が形成される。この後、レジスト層を除去し、銅のエッチングを施すことにより、第2の配線パターン13bを形成する部位以外の、露出する無電解銅メッキ層を除去して、第2の配線パターン13b及び第1のビア17aを形成する(図2(c))。
次に、リジット部15となる部位の第3の絶縁性樹脂層12cの所定位置で、第2の配線パターン13bが露出するように、レーザーによって第3の絶縁性樹脂層12cを貫通する第2のビア孔20bを設ける(図3(a))。
その後、第2の配線パターン13b、第1のビア17aの形成方法と同様の方法により、第3の配線パターン13cと第2のビア17bを形成する。第3の配線パターン13cは、第3の絶縁性樹脂層12c上面のリジット部15となる部位のみに形成する(図3(b))。
それから、第3の配線パターン13cのパッド部に対応する位置に開口部19が形成されたソルダーレジスト層18を、第3の配線パターン13cと、第3の絶縁性樹脂層12cのリジット部15となる部位を被覆するように形成する(図3(c))。
次に、ソルダーレジスト層18、第3の配線パターン13c及び第3の絶縁性樹脂層12cを被覆するように保護膜としてのドライフィルム22を貼りつけ(図3(d))、エッチングにより支持板11を除去する(図4(a))。ドライフィルム22は、ソルダーレジスト層18、第3の配線パターン13c及び第3の絶縁性樹脂層12cをエッチング液から保護するもので、エッチングの後除去される(図4(b))。
本実施形態の配線基板のうちフレキシブル部14は、絶縁性樹脂層12と配線パターン13を順次に積層して多層配線構造とするビルドアップ法により、フレキシブル性を備えた状態で形成される。
上記配線基板は従来のようなリジット基板を必要としないので、フレキシブル基板に対するリジット基板の接着不良による強度不足や電気的接続の不良等がなく、信頼性のある配線基板となる。
また、従来の配線基板は、フレキシブル部はポリイミド樹脂フィルムからなり、ポリイミド樹脂フィルム上に銅箔を接着剤で貼り合わせることで導体層を形成していた。この場合、配線パターン同士を電気的に接続するためにスルーホールを形成しなければならず、スルーホール形成は最初に銅箔にエッチングによって孔を開けた後、レーザーによって絶縁層に孔を開けるという複雑な工程となっていた。さらに、銅箔による導体層から配線パターンを形成するには、サブトラクティブ法を用いなければならず、高精細な配線パターンが形成できないという不具合があった。
これに対して、上記実施形態では絶縁性樹脂層上にメッキによる導体層の形成が可能なので、銅箔を接着する必要がなく、アディティブ法やセミアディティブ法による配線パターンの形成が可能となり、高精細な配線パターンを形成することができる。これにより、配線基板は、高機能化、小型化にさらに有利なものとなる。また、絶縁性樹脂層にレーザーによりビア孔を形成できるので、配線パターン同士を電気的に接続するビアの形成も簡単である。
また、製造の際に支持板を用いることで、低弾性の樹脂フィルムの姿勢を保持して良好に配線パターンを形成できる。
前記実施形態では、硬質のリジット部15を形成するためにリジット部15となる部位に、ベタパターンを形成したり、最外層に配線パターンを設けたりしたが、この方法に限定されるものではない。例えば、フレキシブル基板のリジット部15となる部位の一方の面側或いは両方の面側に、前記絶縁性樹脂層と同一材質からなる絶縁性樹脂層を用いた多層配線構造を形成することにより、その部位の硬度を高めてリジット部15としてもよい。フレキシブル基板16の外側に、部分的に絶縁性樹脂層と配線パターンが積層された多層配線構造を形成することで、その部位の硬度を高めることができる。これによれば、同一材質からなる絶縁性樹脂層同士は接着が簡単で、かつ接着強度が高いので信頼性のある配線基板を提供できる。
フレキシブル基板23は、前記フレキシブル基板16と同様、第1〜第3の絶縁性樹脂層12a、12b、12cが積層されており、第1の配線パターン13aと第2の配線パターン13bが第1のビア17aを介して電気的に接続されている。第3の配線パターン13cは、リジット部15となる部位にのみ形成され、この状態でフレキシブル基板23は湾曲自在となっている。
そして、フレキシブル基板23のリジット部15となる部位の外側にのみ第4の絶縁性樹脂層12dが形成され、その上に第4の配線パターン13dが形成されている。第4の絶縁性樹脂層12dは、前記樹脂フィルムの熱硬化物からなる。第3の配線パターン13cと第4の配線パターン13dは、第3のビア17cによって電気的に接続されている。また、第4の絶縁性樹脂層12dと第4の配線パターン13dを被覆するようにソルダーレジスト層18が形成されている。ソルダーレジスト層18には第4の配線パターン13dのパッド部に対応する位置に開口部19が形成されていて、パッド部上にNi/Auの導体膜21が形成され、さらに導体膜21上にはんだバンプが設けられて半導体素子がフリップチップ接続される構成は前述と同様である。
尚、フレキシブル部14とリジット部15に設けられる絶縁性樹脂層と配線パターンの数はこれに限定されるものではない。
11 支持板
12 絶縁性樹脂層
13 配線パターン
14 フレキシブル部
15 リジット部
16 フレキシブル基板
17 ビア
18 ソルダーレジスト層
22 ドライフィルム
Claims (8)
- フレキシブル部と、該フレキシブル部に連続して設けられたリジット部とからなる配線基板であって、
前記フレキシブル部は、絶縁性樹脂層を介して配線パターンが積層されたフレキシブル基板からなり、
前記リジット部は、前記フレキシブル部と一体に形成された前記フレキシブル基板からなり、該フレキシブル基板に形成された配線パターンの配線密度が、前記フレキシブル部の配線パターンの配線密度よりも大きく設定されてフレキシブル部よりも硬度が高く形成されていることを特徴とする配線基板。 - 前記リジット部において、前記配線パターンがベタパターン状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の配線基板。
- フレキシブル部と、該フレキシブル部に連続して設けられたリジット部とからなる配線基板であって、
前記フレキシブル部は、絶縁性樹脂層を介して配線パターンが積層されたフレキシブル基板からなり、
前記リジット部は、前記フレキシブル部と一体に形成された前記フレキシブル基板からなり、フレキシブル部よりも配線パターンの積層数が多く設定されて、フレキシブル部よりも硬度が高く形成されていることを特徴とする配線基板。 - 前記リジット部は、前記フレキシブル基板の一方の面側或いは両方の面側に、前記絶縁性樹脂層と同一材質からなる絶縁性樹脂層を用いた多層配線構造が形成されていることを特徴する請求項3記載の配線基板。
- 前記絶縁性樹脂層は、ヤング率25MPa以下の低弾性であることを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか一項記載の配線基板。
- 前記絶縁性樹脂層は、無電解メッキ、或いは無電解メッキと電解メッキの組み合せにより表面に導体層を形成可能であることを特徴とする請求項1〜5のうちのいずれか一項記載の配線基板。
- 前記絶縁性樹脂層は、熱硬化型のエポキシ系樹脂フィルム、或いは熱硬化型のフェノールノボラック系樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項1〜6のうちのいずれか一項記載の配線基板。
- 請求項1〜7のうちのいずれか一項記載の配線基板の製造方法であって、
金属からなる支持板上に、絶縁性樹脂層と配線パターンを順次に積層する工程と、
最上層の配線パターンを形成した後、該配線パターンと最上層の絶縁性樹脂層を保護膜によって被覆する工程と、
エッチングにより支持板を除去した後、前記保護膜を剥離する工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。
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