JP7270680B2 - 一時支持板およびそれを用いてコアレス基板を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は一時支持板に関し、具体的にコアレス基板を製造するための一時支持板およびコアレス基板の製造方法に関する。

現在、すべての電子製品の部品は軽薄短小化が求められており、そのために、部品を負荷する回路基板もますます薄くなるように求められている。従来の工程はコア基板を回路基板として用いてきたが、コア基板の厚さは例えば０．０６ｍｍに達し可能でも、工程作製の過程で、設備能力でこのように薄い基板を搬送することを満足することが非常に難しく、しかも人員の基板送りおよび卸しも制御不可能な基板切れ、基板折れのリスクをもたらしやすく、製品の歩留まりを大幅に下げる。

そのため、コアレス基板の技術が必要に応じて生まれた。コアレス基板の技術の骨子は、一時支持板で基板をあらかじめ一定の厚さまで増層し、厚さ０．０８ｍｍ、０．１ｍｍのような設備と人員が安全に操作できる厚さに達してから、一時支持板を取り除いて、その後の工程フローを完成することである。従って、一時支持板は、コアレス基板の前期増層作業の肝要な要素である。

中国特許公報ＣＮ１０１２４１８６１Ｂ（特許文献１）には、多層コアレス支持構造物とその製造方法が開示されており、銅板のような金属支持板を一時支持板として用いる。前期の増層を完成した後で、通常エッチングの方法で該金属支持板を除去する。金属支持板は、０．２ｍｍ～０．３ｍｍの厚さを持ってこそ、支持強度とコストの面で最適な組み合わせを実現でき、この厚さの銅板のような金属支持板は一般的に圧延方式で作られており、銅板の表面に多数の凹凸があることは避けられず、深さは３～８μｍ程度である。通常、電気めっきまたは気相成長法の方式を用いて金属支持板上にエッチングレジスト層を1層作製し、このレジスト層は銅箔における欠陥を転写するのみである。金属支持板をエッチング除去する過程で、エッチングを完成するには少なくとも０．２５～０．３５ｍｍのエッチング量が必要であるが、エッチング液は欠陥箇所を通ってレジスト層を貫通したり、上方の線路層や銅柱層をエッチングしたりすることが容易であり、コアレス基板では一般的に薄い線路層（１０～４０μｍ）と銅柱（３０μｍ）であり、支持板をエッチングするエッチング量よりも遥かに小さいため、金属支持板で作製された製品の不良率が高い。また、厚さが０．２ｍｍ～０．３ｍｍの金属支持板は重く、人員の運搬、設備の吸着と搬送が困難であり、量産に不利であり、しかもコストも高い。

特許公報ＴＷＩ４２５９００Ｂ（特許文献２）には、コアレス基板の製造方法および回路基板の製造方法が開示されており、銅張積層板を一時支持板として用い、銅張積層板に必要に応じて銅張積層板に接着できるが後工程の圧着の絶縁層と接着しない耐熱膜を導入し、このような耐熱膜は絶縁層をそのまま圧着するため、埋め込み回路と直接されることができず、製品設計が限られ、セットされた新しい設備と補助薬剤が必要とされるため、コストが高く、普及し難い。

中国特許第１０１２４１８６１号明細書 台湾特許第Ｉ４２５９００号公報

明らかなように、上記従来技術の技術案は、１）コストが高く、歩留まりが低く、操作し難く、しかも片側の増層作業しかできず、生産率が低いことと、２）新しい設備と材料（例えば、新しい膜張り設備、新しい現像設備と薬液、新しい膜除去薬液材料など）を使用する必要があり、普及率が低く、工程適合性が低く、コストが高く、しかも工程による製品の設計にかなり制限があること、という技術的欠陥がある。

本発明は、従来の技術における技術的欠陥を克服するように、コアレス基板を製造するには適用可能な一時支持板を提供することを一つの目的とする。本発明は該一時支持板を利用してコアレス基板を製造する方法を提供することをもう一つの目的とする。

一つの方面では、コア層と、前記コア層の両側表面における第１の銅箔層と第２の銅箔層とを含む一時支持板であって、前記第１の銅箔層と第２の銅箔層とがともに物理的に付着される２層銅箔である一時支持板を提供する。

ある実施の形態において、前記コア層は、少なくとも１層の半硬化層を含む。好ましくは、前記コア層は、互いに接着された２層の半硬化層を含み、第１の銅箔層と第２の銅箔層がそれぞれ接着される。代替案として、前記コア層は半硬化層の間に挟み込まれた銅張積層板をさらに含んでもよい。好ましくは、前記コア層の厚さは０．１～０．５ｍｍである。

ある実施の形態において、前記２層銅箔は外層銅箔と内層銅箔を含み、内層銅箔の厚さは外層銅箔の厚さよりも大きい。好ましくは、外層銅箔の厚さは２～５ミクロンであり、内層銅箔の厚さは１５～２０ミクロンである。より好ましくは、外層銅箔の厚さは３ミクロンであり、内層銅箔の厚さは１８ミクロンである。

ある実施の形態において、外層銅箔の幅は内層銅箔の幅よりも小さく、内層銅箔の外縁領域を露出する。

ある実施の形態において、第１の銅箔層と第２の銅箔層の表面にエッチングレジスト層が施されるとともに、外層銅箔と内層銅箔との間のスリットをシールするように前記エッチングレジスト層が前記外縁領域を被覆する。好ましくは、前記エッチングレジスト層はニッケル層を含む。より好ましくは、前記エッチングレジスト層は前記ニッケル層における銅層をさらに含む。好ましくは、前記ニッケル層の厚さは５～１０ミクロンであり、前記銅層の厚さは２～５ミクロンである。

他の方面では、
（ａ）請求項１～１１のいずれか１項に記載の一時支持板を製造するステップと、
（ｂ）前記支持板の両面にそれぞれ増層操作を行うステップと、
（ｃ）前記内層銅箔の外周縁と重ねたダイシングラインに沿って全体的に切断するステップと、
（ｄ）それぞれ前記２層銅箔を中間から分離させて一時支持板を除去することによって、第１のコアレス基板と第２のコアレス基板を取得するステップと、
を含むコアレス基板を製造する方法を提供する。

ある実施の形態において、ステップ（ａ）は、
（ａ１）コア層の両面に、ともに物理的に圧着付着される２層銅箔である第１の銅箔層と第２の銅箔層をそれぞれ圧着するステップと、
（ａ２）第１の銅箔層と第２の銅箔層にフォトレジスト層を塗布するとともに露光して現像して、フォトレジスト層の外周縁と第１および第２の銅箔層の外周縁とは一定の距離をおいて露出した外縁領域を形成するステップと、
（ａ３）第１および第２の銅箔層の内層銅箔を露出するまで、前記外縁領域の外層銅箔をエッチングするステップと、
（ａ４）前記フォトレジスト層を除去するステップと、をさらに含む。

ある実施の形態において、ステップ（ａ）は、（ａ５）フォトレジスト層の除去後、第１および第２の銅箔層の表面に前記外縁領域を被覆するエッチングレジスト層を施すステップをさらに含む。好ましくは、前記エッチングレジスト層はニッケル層を含む。より好ましくは、前記エッチングレジスト層は前記ニッケル層における銅層をさらに含む。好ましくは、前記ニッケル層の厚さは５～１０ミクロンであり、前記銅層の厚さは２～５ミクロンである。

ある実施の形態において、前記コア層は、少なくとも１層の半硬化層または半硬化層の間に挟み込まれた銅張積層板を含む。

ある実施の形態において、ステップ（ｄ）は前記２層銅箔の中間から機械的外力で外層銅箔と内層銅箔を分離させることを含む。好ましくは、機械的外力で外層銅箔と内層銅箔を分離させたとき、外層銅箔と内層銅箔との間の分離角度は３０度～６０度である。

ある実施の形態において、前記方法は、（ｅ）第１のコアレス基板と第２のコアレス基板における内層銅箔とエッチングレジスト層をエッチング除去することをさらに含む。

ある実施の形態において、前記方法は、第１および第２のコアレス基板で引き続き増層して最終製品を形成することをさらに含む。

本発明をよく理解し、本発明の実施の形態を示すために、単に例を挙げて図面を参照する。現在、具体的に図面を参照して、強調しなければならないのは、具体的な図面が単なる例示であり、本発明の好ましい実施の形態を模式的に検討する目的であり、図面が最も役に立つとともに、本発明の原理と概念を理解しやすい説明であると確信しているため図面を提供するものである。これについては、本発明の構造の詳細を、本発明の基本的な理解に必要な詳細レベルを超えて図示しようとはしなかった。図面において、

図１は本発明に係る一時支持板の側面図である。 図２（ａ）は本発明に係る一時支持板の２種類の重ね合わせ形態のうちの１つの側面図である。 図２（ｂ）は本発明に係る一時支持板の２種類の重ね合わせ形態のうちの１つの側面図である。 図３（ａ）は本発明に係る一時支持板を用いてコアレス基板を製造するステップの中間構造を模式的に示す図である。 図３（ｂ）は本発明に係る一時支持板を用いてコアレス基板を製造するステップの中間構造を模式的に示す図である。 図３（ｃ）は本発明に係る一時支持板を用いてコアレス基板を製造するステップの中間構造を模式的に示す図である。 図３（ｄ）は本発明に係る一時支持板を用いてコアレス基板を製造するステップの中間構造を模式的に示す図である。 図３（ｅ）は本発明に係る一時支持板を用いてコアレス基板を製造するステップの中間構造を模式的に示す図である。 図３（ｆ）は本発明に係る一時支持板を用いてコアレス基板を製造するステップの中間構造を模式的に示す図である。 図３（ｇ）は本発明に係る一時支持板を用いてコアレス基板を製造するステップの中間構造を模式的に示す図である。 図３（ｈ）は本発明に係る一時支持板を用いてコアレス基板を製造するステップの中間構造を模式的に示す図である。

本発明は、コアレス基板を製造するための一時支持板に関するものであり、一時支持板はコアレス基板製造工程の初期支持板として一時的支持の役割を果たし、通常の厚さ範囲は０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。

図１に示すように、一時支持板１００は、コア層１４０と、コア層１４０の両側表面における第１の銅箔層１４１と第２の銅箔層１４２とを含み、第１の銅箔層１４１と第２の銅箔層１４２とがともに物理的に付着される２層銅箔である。通常、２層銅箔が物理的なラミネートによって結合されており、互いに化学結合が存在せず、物理的に付着されるだけなので、後工程の基板分離と一時支持板を除去する操作が容易である。

図２を参照し、厚さの要求とコストの総合的な要素の下で、通常、コア層１４０と銅箔層１４１、１４２は２種類の重ね合わせ形態がある。図２（ａ）に示すように、重ね合わせ形態１は、内部の全部で半硬化層１２０を使用し、上下両面にそれぞれ２層銅箔１１０を１枚ずつ付け、温度圧力の条件下で圧着を完成する。図２（ｂ）に示すように、重ね合わせ形態２は、銅張積層板１３０の両側に一定の厚さの半硬化層１２０を重ね合わせてから、上下両面にそれぞれ２層銅箔１１０を１枚ずつ付け、温度圧力の条件下で圧着を完成する。２種類の形態における半硬化層１２０の厚さと枚数は限らず、最終的な厚さの要求に応じて選択でき、半硬化層１２０はガラス繊維を内部に有するエポキシ樹脂材料である。銅張積層板（ＣＣＬ、ｃｏｐｐｅｒ ｃｌａｄ ｌａｍｉｎａｔｅ）は、従来のＰＣＢと基板工程の初期材料であり、銅張積層板を使用することで厚さとコストをさらに低減できる。

２層銅箔１１０は外層銅箔１１１と内層銅箔１１２を含み、通常、外層銅箔１１１の厚さは２～５ミクロンであり、好ましくは３ミクロンであり、内層銅箔１１２の厚さは１５～２０ミクロンであり、好ましくは１８ミクロンである。

一時支持板１００の 外層銅箔１１１は内層銅箔１１２の表面に被覆されるだけなので、一定の厚さのコアレス基板増層工程および繰返した熱応力（例えば、圧着と金属スパッタリング工程）と機械的応力（例えば、研磨プレート研磨工程）を経たら、外層銅箔１１１と内層銅箔１１２の間のエッジが離れる可能性がある。特に、電気めっき、エッチング、膜除去などの薬液のある工程を経たら、外層銅箔１１１と内層銅箔１１２が離れているスリット内に水蒸気が溜まり、２層銅箔が工程途中で破裂（爆板）しやすく、製品が完全に失効するだけである。

そのために、水蒸気の侵入を防止するように外層銅箔１１１と内層銅箔１１２との間のエッジにシールを施す必要がある。好ましい実施の形態の一つとして、外層銅箔１１１の幅が内層銅箔１１２の幅よりも小さくなるように２層銅箔１１０を製作することによって、内層銅箔１１２の外縁領域１６０を露出することができる。さらに、２層銅箔の表面にエッチングレジスト層を施し、エッチングレジスト層が外縁領域１６０を覆うようにすることで、２層銅箔のエッジを完全にシールし、水蒸気の侵入を防止する役割を果たす。エッチングレジスト層は、ニッケル層を含むことができ、好ましくはニッケル層に銅層をさらに有する。

本発明に係る一時支持板は上下両面にともに２層銅箔を有するため、コアレス基板を製造する過程で両側での同時的な増層を実現でき、コア層１４０を除去した後、一枚の基板が２枚のコアレス基板となることによって、加工コストを著しく低減できる。

図３（ａ）～（ｈ）は、本発明に係る一時支持板を用いてコアレス基板を製造する方法ステップの中間構造を模式的に示す。図３を参照し、該方法は、コア層１４０と２層銅箔を有する第１の銅箔層１４１および第２の銅箔層１４２とを含む一時支持板１００を取得することを含む。銅箔層１４１、１４２の表面にフォトレジスト層１５０を施すとともに露光し現像する（図３ａを参照し、ただし、片側のみが示されている）。

コア層１４０は少なくとも１枚の半硬化層ＰＰでもよく、半硬化層ＰＰの間に挟み込まれた銅張積層板ＣＣＬでもよい。後工程での基板強度への要求を満たすように、コア層１４０の厚さは通常０．１～０．５ｍｍである。

フォトレジスト 層１５０は露光現像の後で基板におけるほとんどの領域を保留し、周辺外縁領域１６０のみを露出する。外縁領域１６０から基板のエッジまでの幅は、通常基板図形の無効領域よりも小さく、例えば、５１０×４１０ｍｍのパネルを例として、板面の有効領域が５００×４００ｍｍであり、Ｘ方向とＹ方向における無効領域の幅はともに１０ｍｍであるため、Ｘ方向とＹ方向における外縁領域１６０の幅は２～６ｍｍでもよい。外縁領域のサイズは実際の状況に応じて確定でき、本発明はこれを限定しない。

本発明において、フォトレジスト層１５０は高い解析率を必要とせず、低コストの製品を採用することができ、膜除去反応時間を短くするように、厚さは通常１５～２５ミクロンである。

次に、フォトレジスト層１５０をレジスト層として利用し、第１および第２の銅箔層の内層銅箔１１２を露出するまで、一時支持板１００の外縁領域１６０の外層銅箔１１１をエッチングする（図３ｂを参照）。

その後、フォトレジスト層１５０を除去する（図３ｃを参照）。

一時支持板１００の上下両面に同時に基板全体にエッチングレジスト層１７０を１層電気めっきする（図３ｄを参照）。エッチングレジスト層１７０は、例えば、ニッケル層であり、厚さが５～１０ミクロンでもよく、通常、ニッケル層表面の酸化や汚染を避けるためにニッケル層を電気めっきした後で２～５ミクロンの銅層をめっきする。エッチングレジスト層１７０は主に２層銅箔に対するシール作用を果たし、２層銅箔の外層と内層の銅箔１１１と１１２が工程の途中で分層したり水蒸気が侵入したりすることを防止する。

次に、一時支持板１００の両面にそれぞれ増層操作を行い、増層厚さが独立して後工程ができるようになった後、一時支持板１００を切断する（図３ｅを参照）。増層が完成した後、ダイシングライン１８０に沿って１週切断し、ただし、ダイシングライン１８０は２層銅箔の外層銅箔１１１のエッチング後の外縁と重なる。

増層の完成とは、増層後の厚さが、一時支持板のコア層１４０を除去した後、工程で安全に搬送でき、板が折れ難く、ひどい板反りがないということを指し、絶縁層１８１を１層だけ増層してもよいし（図３ｅに示すように）、多層絶縁層を増層してもよい。

切断後、一時支持板１００の２層銅箔１１１と１１２との接合エッジが露出され、２層銅箔１１０の外層銅箔１１１と内層銅箔１１２とを分離させることで一時支持板１００のコア層１４０を除去でき（図３ｆを参照）、第１のコアレス基板Ｌ１と第２のコアレス基板Ｌ２とを取得する。

基板分離操作は、２層銅箔１１０の接合エッジに機械的外力を加えることで簡単に実現できる。図３ｇは、２層銅箔の中間接合部から機械的外力で一時支持板１００をどのように分離させるかを示す基板分離操作の実施例を示す。例えば、板２をテーブル面に固定し、角度３０°～６０°で基板２の２層銅箔に外力を加えるのは、角度が６０度より大きいと基板１が基板折れになりやすいからである。基板２が基板分離を完成した後、再び基板１の面をテーブル面に固定し、同様の方法で基板１を分離させる。

最後に、第１のコアレス基板と第２のコアレス基板における内層銅箔１１２とエッチングレジスト層１７０をエッチング除去できる（図３ｈを参照）。これにより、１枚の一時支持板で二枚のコアレス基板を取得できる。これから、その後のコアレス基板に対する工程では、処理すべき基板の数が初期投入数の２倍になる。

これにより取得したコアレス基板は加工に適した厚さと強度を持っており、更なる後工程を行って最終製品を取得できる。

本発明に係る一時支持板は、両面にそれぞれ２層銅箔を形成することにより、一時支持板を除去する操作は２層銅箔を機械的に分離するだけで済み、基板分離操作が大幅に簡略化された。また、エッチングレジスト層で２層銅箔のエッジをシールすることで、２層銅箔が工程中に水蒸気の侵入などにより分層して爆板になることを防ぐことができる。しかも、本発明に係る一時支持板を利用してコアレス基板を製造するには、１層の極めて薄い銅箔をエッチングする必要があるだけであり、エッチング量が非常に少なく、上層の線路層や銅柱層を破壊することがなく、しかもエッチングコストが低減する。同時に、本発明に係る一時支持板は両面同時加工に適して、生産効率を著しく高めて、同時に、構造が簡単で基板分離が容易で、コアレス基板を製造するコストを大幅に低減した。

当業者は、本発明は上記の具体的な図示と説明の内容に限らないことを意識する。そして、本発明の範囲は別紙の特許請求の範囲によって限定され、上記の各技術的特徴の組み合わせとサブ組み合わせ、およびその変化と改善を含み、当業者は上記の説明を読んだ後、このような組み合わせ、変化と改善を予見し得る。

１００ 一時支持板、１１１ 外層銅箔、１１２ 内層銅箔、１２０ 半硬化層、１３０ 銅張積層板、１４０ コア層、１４１ 第１の銅箔層、１４２ 第２の銅箔層、１５０ フォトレジスト層、１６０ 外縁領域、１７０ エッチングレジスト層、１８０ ダイシングライン、１８１ 絶縁層、Ｌ１ 第１のコアレス基板、Ｌ２ 第２のコアレス基板。

Claims (15)

1. コア層と、前記コア層の上部表面上の第１の銅箔層と、前記コア層の下部表面上の第２の銅箔層と、を含む一時支持板であって、
   前記第１の銅箔層および前記第２の銅箔層のそれぞれは、２層銅箔を含み、
   前記２層銅箔は、外層銅箔と内層銅箔とを含み、
   前記外層銅箔と前記内層銅箔とはともに物理的に付着されており、
   前記外層銅箔の幅は前記内層銅箔の幅よりも小さく、前記内層銅箔の外縁領域を露出し、
   前記第１の銅箔層と前記第２の銅箔層の表面上にエッチングレジスト層が施されると共に、前記外縁領域は前記エッチングレジスト層により被覆され、
   前記エッチングレジスト層はニッケル層を含む、一時支持板。
2. 前記コア層は、少なくとも１層の半硬化層を含む、請求項１に記載の一時支持板。
3. 前記コア層は、２層の積層された半硬化層を含み、
   前記半硬化層の一方の層は、前記第１の銅箔層と接着し、
   前記半硬化層の他方の層は、前記第２の銅箔層と接着している、請求項２に記載の一時支持板。
4. 前記コア層は半硬化層の間に挟み込まれた銅張積層板をさらに含む、請求項２に記載の一時支持板。
5. 前記内層銅箔の厚さは前記外層銅箔の厚さよりも大きい、請求項１に記載の一時支持板。
6. 前記外層銅箔の厚さは２～５μｍであり、前記内層銅箔の厚さは１５～２０μｍである、請求項５に記載の一時支持板。
7. 前記エッチングレジスト層は前記ニッケル層を覆う銅層をさらに含む、請求項１に記載の一時支持板。
8. 前記ニッケル層の厚さは５～１０μｍであり、前記銅層の厚さは２～５μｍである、請求項７に記載の一時支持板。
9. （ａ）請求項１に記載の一時支持板を製造するステップと、
   （ｂ）基板を形成するために前記一時支持板の両面に絶縁層を積層するステップと、
   （ｃ）前記内層銅箔の外周縁と重ねたダイシングラインに沿って全体的に切断するステップと、
   （ｄ）前記２層銅箔の前記内層銅箔と前記外層銅箔とをそれぞれ分離させ、前記内層銅箔を有する前記一時支持板を除去することによって、前記外層銅箔と前記外層銅箔を覆う前記エッチングレジスト層とを有する第１および第２のコアレス基板を取得するステップと、を含む、コアレス基板を製造する方法。
10. ステップ（ａ）は、
    （ａ１）前記コア層の両面に、ともに物理的に圧着付着される前記２層銅箔である前記第１の銅箔層と前記第２の銅箔層をそれぞれ圧着するステップと、
    （ａ２）前記第１の銅箔層と前記第２の銅箔層にフォトレジスト層を塗布するとともに露光して現像して、前記フォトレジスト層の外周縁と前記第１および第２の銅箔層の外周縁とは一定の距離をおいて露出した外縁領域を形成するステップと、
    （ａ３）前記第１および第２の銅箔層の前記内層銅箔を露出するまで、前記外縁領域の前記外層銅箔をエッチングするステップと、
    （ａ４）前記フォトレジスト層を除去するステップと、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. ステップ（ａ）は、
    （ａ５）前記フォトレジスト層の除去後、前記第１および第２の銅箔層の表面に前記外縁領域を被覆する前記エッチングレジスト層を施すステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記コア層は、少なくとも１層の半硬化層または半硬化層の間に挟み込まれた銅張積層板を含む、請求項１０に記載の方法。
13. ステップ（ｄ）は前記２層銅箔の中間から機械的外力で前記外層銅箔と前記内層銅箔を分離させることを含む、請求項９に記載の方法。
14. 前記機械的外力で前記外層銅箔と前記内層銅箔を分離させたとき、前記外層銅箔と前記内層銅箔との間の分離角度は３０度～６０度である、請求項１３に記載の方法。
15. （ｅ）前記第１のコアレス基板と前記第２のコアレス基板における前記外層銅箔と前記エッチングレジスト層をエッチング除去するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。

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