JP2003243807A - 配線基板及びその製造方法 - Google Patents

配線基板及びその製造方法

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JP2003243807A JP2002036529A JP2002036529A JP2003243807A JP 2003243807 A JP2003243807 A JP 2003243807A JP 2002036529 A JP2002036529 A JP 2002036529A JP 2002036529 A JP2002036529 A JP 2002036529A JP 2003243807 A JP2003243807 A JP 2003243807A
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electroless plating
wiring board
resin
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Gouji Magoi
剛司 孫井
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Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 絶縁基板として液晶ポリマ樹脂を用い、この
表面に直接的にめっきして導電パターンを形成した配線
基板は、絶縁基板と導電パターンの接着強度が十分でな
いという問題があった。 【解決手段】 樹脂基材１上に無電解めっき層８ａ、８
ｂを形成した配線基板４をさらに樹脂基材１の軟化温度
以上でかつ軟化により導電パターン２、３が位置ずれし
ない温度範囲で加熱処理したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子回路装置に用い
られる配線基板に関し、特に樹脂製配線基材上に直接的
に無電解めっき層を形成して導電パターンを形成した配
線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子部品は一般的に電子部品本体をマウ
ントするアイランドとリードとを一体化したリードフレ
ームを用い、アイランドに電子部品本体をマウントし、
電子部品本体上の電極とリードとを電気的に接続した
後、電子部品本体を含むリードフレーム上の要部を樹脂
被覆し、樹脂から露呈したリードフレームの不要部分を
切断除去して製造される。
【０００３】この種電子部品は樹脂の側壁からリードを
導出したものや樹脂の底面とリード下面とをほぼ面一に
したものなどがあるが、前者はリードの引き出し長さ
分、設置面積が必要であるため高密度実装には不適であ
るのに対し、後者は樹脂の側壁近傍でリードを切断する
ことにより可及的に小型化でき表面実装に適すが、アイ
ランドとリードの連結部分が必要で、リードを切断する
際に樹脂を損傷しないようにゆとりを持たせる必要があ
るため、リードフレーム一枚当たり製造できる電子部品
数が制限される。
【０００４】一方、リードフレームのアイランドとリー
ドに相当する導電パターンを一枚の絶縁基板上に多数組
形成した配線基板を用いた電子部品がある。この電子部
品は、アイランドに相当する導電パターン上に電子部品
本体をマウントし、電子部品本体上の電極とリードに相
当する導電パターンとを電気的に接続してから配線基板
上を樹脂で被覆し、樹脂被覆された配線基板を各組みの
隣接部分から切断することにより製造される。
【０００５】この種電子部品は、微細な導電パターンが
絶縁基板に支持されているため各導電パターンを互いに
近接させて形成することができ、アイランドとリードと
を電気的に接続する連結部も可及的に小さくできるた
め、一枚の配線基板で多数の電子部品本体を一括して製
造することができる。さらには樹脂と絶縁基板の密着面
が広いため小型でありながら耐湿性が良好であり、回転
ブレードを用いて樹脂を切断することにより切断巾を数
１０μｍ程度に狭くでき、樹脂の廃棄量が少なく省資源
が可能である。このように配線基板を用いた電子部品は
リードフレームを用いた電子部品より集積度が高く小形
の電子部品に好適である。
【０００６】ところで、導電箔を接着材を介して絶縁基
板に貼り付けた配線基板は、電子部品本体をマウントす
るため配線基板を加熱すると、接着材が軟化し導電パタ
ーンが位置ずれする。この位置ずれは電子部品本体の寸
法が大きい場合には問題ないが、一辺長さが０．３ｍｍ
程度の電子部品本体を具えた電子部品では電極となる導
電パターンの巾は０．２ｍｍ程度と極めて細くなるた
め、高温に加熱されると導電パターンが位置ずれし、さ
らには剥離するという問題があり、小形の電子部品には
不適である。
【０００７】そのため、絶縁基板上に直接的に導電パタ
ーンを形成した配線基板が用いられている。この一例を
図２に示す。図において、１は絶縁基板で、ポリイミド
樹脂などの耐熱性樹脂が用いられる。２、３は絶縁基板
１の両面に形成された導電パターンで、径大領域２ａ、
３ａと径小領域２ｂ、３ｂを一組として、多数組形成さ
れ、絶縁基板１と導電パターン２、３とで配線基板４を
構成し図示省略するが表裏面の対応する領域は電気的に
接続されている。５は電子部品本体、例えば半導体ペレ
ットで、上記導電パターン２の径大領域２ａ上にマウン
トされている。６は電子部品本体５上の電極（図示せ
ず）と導電パターン２の径小領域２ｂとを電気的に接続
するワイヤ、７は配線基板４上を被覆し電子部品本体５
及びワイヤ６を保護する樹脂を示す。樹脂７によって被
覆された配線基板４は回転ブレードなどの切断手段を用
いて図示点線部分から分割され個々の電子部品が製造さ
れる。
【０００８】この配線基板４は、図３に示すように絶縁
基板１上を粗面化し、この粗面１ａ、１ｂにめっき触媒
（図示せず）を付与した後、無電解めっき液に浸漬して
図４に示すように粗面１ａ、１ｂ上に無電解めっき層８
ａ、８ｂを形成し、図５に示すようにこの無電解めっき
層８ａ、８ｂを感光性レジスト膜９、１０で覆い、所定
のパターンにエッチングして窓明けし、この窓部分９
ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂに露呈した無電解めっき層８
ａ、８ｂ上に図６に示すように電解めっき層１１、１２
を積層し、レジスト膜９、１０を剥離し、さらにレジス
ト膜９、１０下の無電解めっき層８ａ、８ｂを除去して
図２に示すように所定パターンの導電パターン２、３を
具えた配線基板４が製造される。
【０００９】この配線基板４は絶縁基板１上に直接的に
導電パターンが形成され接着材層がないため、導電パタ
ーンを細くでき、配線基板を加熱しても導電パターンが
剥離しにくく小形の電子部品の製造に好適である。
【００１０】ところで外部のプリント配線基板上に表面
実装される電子部品は半田リフロー時の加熱に耐える必
要があるため、絶縁基板１や樹脂７は耐熱性のある材料
を用いている。また小型化を実現するため平面寸法だけ
でなく厚みも可及的に薄くしており、そのため配線基板
４や樹脂７の厚みを可及的に薄くしている。一方、電子
部品本体５を導電パターン２ａ上に接着する接着材とし
て半田や導電性樹脂が一般的に用いられるが、接着材の
厚みは電子部品の厚みに直接影響し、導電パターン２ａ
上に供給した接着材の厚みがばらつくと電子部品本体を
マウントした際に接着材が導電パターン２ａから食み出
し、樹脂７の側壁に露出し、外部の充電部に近接したり
接触すると耐電圧低下や短絡事故を生じる虞があった。
そのため、電子部品本体のマウントには半田などの接着
材を用いず熱圧着法や超音波ボンディング法により電子
部品本体５を導電パターン２ａに直接的に接続すること
が行なわれている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記熱圧着法や超音波
ボンディング法は電子部品本体５を局所加熱するだけで
マウントが可能であるため配線基板４全体を長時間高温
に曝す必要はないが、十分な接着強度を得るためには配
線基板４も３００℃程度に加熱する必要がある。
【００１２】一方、一枚の絶縁基板１上に百を超える多
数組みの導電パターンを形成した配線基板では、全ての
導電パターン上に電子部品本体のマウントを完了するの
に時間を要し、結果的に配線基板４は長時間高温に曝さ
れる。そのため熱圧着や超音波ボンディング法により電
子部品本体５をマウントする場合でも絶縁基板１は耐熱
性が要求される。
【００１３】このように熱圧着に耐える耐熱性をもつ樹
脂として液晶ポリマ樹脂が知られているが、無電解めっ
き層との密着性が低く、絶縁基板１に対する導電パター
ン２、３のピール強度は０．６Ｋｇ／ｃｍで、配線基板
４としては不充分であった。
【００１４】一方、特開平１０−１６８５７７号公報
（先行技術）には液晶ポリマ樹脂を用いた絶縁基板をエ
ッチング処理し、触媒付与し、無電解めっき処理をした
後、絶縁基板を５０〜２５０℃程度で熱処理し、さらに
電解めっきし、この基板を１３０〜１７５℃で熱処理す
ることによりめっき層の硬化と絶縁基板とめっき層の間
の接着強度を向上させることが開示されている。
【００１５】しかしながら、熱圧着法により電子部品本
体を加熱しつつ加圧してめっき層に接続すると絶縁基板
は加熱と加圧による変形を受けるため、絶縁基板とめっ
き層の接着をさらに強固にする必要があった。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
を目的として提案されたもので、フィルム状樹脂基材の
表面を粗面化し、この粗面上に、無電解めっき層と、こ
の無電解めっき層を覆い所定のパターンに窓明けした窓
明け部分から上記無電解めっき層の一部を露呈させるレ
ジスト層と、レジスト層の窓明け部分から無電解めっき
層に積層される電解めっき層とを上記順次形成し、レジ
スト膜及びレジスト膜下の無電解めっき層を除去して、
樹脂基板上に導電パターンを形成した配線基板におい
て、上記導電パターンが形成された樹脂基材を、樹脂基
材の軟化温度以上でかつ軟化により導電パターンが位置
ずれしない温度範囲で加熱処理したことを特徴とする配
線基板を提供する。
【００１７】また本発明は絶縁基材上に無電解めっき層
を形成した後、無電解めっき層上の要部に導電パターン
となる電解めっき層を積層形成し、この電解めっき層を
除く部分の無電解めっき層を除去して形成し、さらに樹
脂基材の軟化温度以上でかつ軟化により導電パターンが
位置ずれしない温度範囲で加熱処理したことを特徴とす
る配線基板の製造方法を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明による配線基板は、絶縁基
板上に下地層として無電解めっき層を直接的に形成して
導電パターンを形成した配線基板に関するもので、上記
導電パターンが形成された樹脂基材を、樹脂基材の軟化
温度以上でかつ軟化により導電パターンが位置ずれしな
い温度範囲で加熱処理することにより製造でき、このよ
うにして製造した配線基板は樹脂基材として耐熱性が良
好な液晶ポリマ樹脂を用いて接着性が良好な配線基板を
製造することかできる。
【００１９】また本発明による配線基板の導電パターン
は銅または銅合金をめっきしして形成することができ
る。さらには樹脂基材と導電パターンの接触面粗さは
０．１〜１０μｍに設定し、導電パターンの厚みが５〜
５０μｍに設定することができる。
【００２０】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１から説明する。
図において図２〜図６と同一物には同一符号を付し重複
する説明を省略する。本発明による配線基板の製造方法
は、図３〜図６に示す従来の製造方法と同一の方法によ
り製造される。即ち、耐熱性を有する樹脂製絶縁基板１
を用意する。この絶縁基板１は液晶ポリマ樹脂のように
耐熱性と耐磨耗性を供え、直接的に無電解めっき層を形
成しにくい材料でもよい。次ぎに図３に示すように絶縁
基板１の両面を粗面化する。この祖面化作業はアルミナ
やシリカの多角状微粉末を吹き付けて機械的に祖面化す
るサンドブラスト法を用いることができ、この場合、微
粉末をエア圧により吹き付けるドライブラスト法や微粉
末を分散させた液体を吹き付けるウェットブラスト法の
いずれでも適用できる。また酸やアルカリ液に浸漬して
エッチングし化学的に粗面化する方法など適宜選択でき
るが、表面粗さは導電パターンの巾や厚みにより０．１
〜１０μｍが最適である。
【００２１】次ぎに絶縁基板１の粗面に例えばパラジウ
ム−錫コロイド等のめっき触媒を付与し、この絶縁基板
１を無電解めっき液に浸漬する。この結果、図４に示す
ように粗面に好ましくは銅または銅合金よりなるめっき
金属が析出し無電解めっき層８ａ、８ｂが形成される。
この無電解めっき層８ａ、８ｂの厚みは０．２〜５μｍ
に設定される。このようにして両面に無電解めっき層８
ａ、８ｂを形成した絶縁基板１を図５に示すように感光
性レジスト膜９、１０で覆った後、感光性レジスト膜
９、１０を所定パタンに露光し、現像して所定パターン
の窓を形成する。この窓明け部分９ａ、９ｂ、１０ａ、
１０ｂに露呈した無電解めっき層８ａ、８ｂは続く電解
めっきの電極として用いられる。
【００２２】そのため窓明け部分９ａ、９ｂ、１０ａ、
１０ｂに露呈した無電解めっき層８ａ、８ｂを電極とし
て電気めっきすると図６に示すように窓明け部分から露
呈した無電解めっき層８ａ、８ｂ上に電解めっき層１
１、１２が積層される。この厚みは導電パターンの厚み
が５〜５０μｍとなるように設定される。
【００２３】このようにして電解めっき層１１、１２を
形成した後、レジスト膜９、１０を除去すると、無電解
めっき層８ａ、８ｂ上の要部に電解めっき層１１、１２
を積層した絶縁基板１が得られる。さらに電解めっき層
１１、１２から露呈した無電解めっき層８ａ、８ｂを絶
縁基板１上から除去すると、図２に示すように導電パタ
ーン２、３を形成した絶縁基板１が得られる。
【００２４】この配線基板の導電パターン２（３）の無
電解めっき層８ａ（８ｂ）の内面は図７に示すように絶
縁基板１の粗面１ａ（１ｂ）の凹凸に沿うように形成さ
れる。また無電解めっき層８ａ（８ｂ）の外面の凹凸
は、粗面の粗さ（０．１〜１０μｍ）と無電解めっき層
８ａ（８ｂ）の厚み（０．２〜５μｍ）によって決ま
り、この外面に電解めっき層１１（１２）が形成され
る。
【００２５】ここで無電解めっき層８ａ（８ｂ）内面と
粗面１ａ（１ｂ）の接続は凹凸の係合によるもので、接
着面積に比例して接着強度が決定される。そのため無電
解めっき層の巾を狭くすると接着強度は低下し、電解め
っき層１１（１２）を積層した導電パターン２（３）の
接着強度も低下する。この配線基板１３を次ぎの工程で
加熱する。耐熱性樹脂は加熱温度を高めると軟化し始め
表面が流動化し、さらに加熱温度を高めると一般的に溶
融せず炭化し樹脂としての性質を失う。また樹脂の軟化
温度を維持して加熱すると樹脂表面に微細な流動を生じ
るがこの流動速度は流動方向によりばらつく。
【００２６】一方、加熱された導電パターン２（３）は
樹脂の流動とともに自身の熱膨張の大きさが導電パター
ンの方向により異なるため樹脂上の導電パターンの支持
は不安定となり導電パターンは位置ずれする。また絶縁
基板１を急速加熱すると樹脂中の水分が蒸気化し樹脂中
で体積膨張し圧力上昇する。この圧力上昇が導電パター
ンの直下で生じると導電パターンが膨れ、裂かれたり絶
縁基板１から剥離する。そのため加熱温度は緩やかに上
昇させる必要がある。
【００２７】本発明による配線基板を図１に示す。この
配線基板は図７配線基板を樹脂基材１の軟化温度以上で
かつ軟化により導電パターンが位置ずれしない範囲の温
度で加熱したもので。軟化温度が例えば２５０℃の樹脂
では、２５０℃〜３００℃の温度範囲で加熱することが
できる。この温度範囲でも上限領域では比較的短時間で
絶縁基板１が変形し位置ずれした導電パターンは元の位
置に復元しない虞がある。そのため軟化温度が例えば２
５０℃の樹脂の場合、上限は３００℃程度に設定し、加
熱時間がばらつき導電パターンが位置ずれしたとしても
位置ずれを許容できる範囲の温度、例えば２８０℃を最
適温度とする。この温度を１０〜６０分間保ち、配線基
板を加熱すると絶縁基板１の粗面１ａ、１ｂと無電解め
っき層８ａ、８ｂの間、無電解めっき層８ａ、８ｂと電
解めっき層１１、１２の間でそれぞれ相互拡散を生じ、
特に図示点線で示すように絶縁基板１と無電解めっき層
８の間の接着強度が著しく改善される。
【００２８】このようにめっき層を直接的に接着した絶
縁基板を加熱することにより接着界面で相互拡散を生じ
るとともに樹脂表面が軟化すると同時に樹脂と導電パタ
ーンは熱膨張し、接着界面で熱膨張係数の差異による摩
擦を生じる。また加熱が完了して、樹脂表面の温度が低
下すると、樹脂表面の導電パターンは熱伝導性が良好で
あるため軟化状態の樹脂より先に熱収縮して樹脂表面の
凹凸面に密着する。
【００２９】このように、めっきにより樹脂表面に直接
的に導電パターンを接着させた配線基板を加熱し樹脂を
軟化させると導電パターンと樹脂の接着強度が向上する
ため絶縁基板の材料としてめっき層の接着性が劣る液晶
ポリマ樹脂を用いても、接着強度を１．０Ｋｇ／ｃｍ以
上に向上でき実用的な配線基板を提供することができ
る。
【００３０】絶縁基板１の樹脂として、耐熱性ポリイミ
ド樹脂（商品名「カプトン」：デュポン製）、（商品名
「ユーピレックス」：宇部興産株式会社製）や液晶ポリ
マ樹脂（商品名「Ｖｅｃｓｔａｒ」：クラレ製）、（商
品名「ＢＩＡＣ」：ジャパンゴアテックス製）などを用
いることができる。
【００３１】このようにして導電パターンの絶縁基板に
対する接着強度を向上できるため、マウント工程やワイ
ヤボンディング工程など、配線基板が加熱され、さらに
は導電パターンに荷重が加えられる場合でも、導電パタ
ーンの剥離が防止でき、信頼性の高い電子部品を製造す
ることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、絶縁基板
上に導電パターンをめっきにより直接的に形成した配線
基板を加熱することにより、絶縁基板と導電パターンの
機械的接続強度を向上でき、信頼性の高い電子部品を製
造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による配線基板の要部拡大側断面図
【図２】 配線基板を用いた電子部品の製造中間構体を
示す要部側断面図
【図３】 図２に示す配線基板の製造方法を示す要部側
断面図
【図４】 図３に続く作業工程を示す要部側断面図
【図５】 図４に続く作業工程を示す要部側断面図
【図６】 図５に続く作業工程を示す要部側断面図
【図７】 図２に示す配線基板の絶縁基板と導電パター
ンの接着界面の状態を示す要部拡大側断面図
【符号の説明】
１ 樹脂基材 １ａ、１ｂ 粗面 ２、３ 導電パターン ５ 電子部品本体 ７ 樹脂 ８ａ、８ｂ 無電解めっき層 ９、１０ レジスト膜 ９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ 窓部分 １１、１２ 電解めっき層 １３ 配線基板

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フィルム状樹脂基材の表面を粗面化し、こ
    の粗面上に、無電解めっき層と、この無電解めっき層を
    覆い所定のパターンに窓明けした窓明け部分から上記無
    電解めっき層の一部を露呈させるレジスト層と、レジス
    ト層の窓明け部分から無電解めっき層に積層される電解
    めっき層とを上記順次形成し、レジスト膜及びレジスト
    膜下の無電解めっき層を除去して、樹脂基板上に導電パ
    ターンを形成した配線基板において、 上記導電パターンが形成された樹脂基材を、樹脂基材の
    軟化温度以上でかつ軟化により導電パターンが位置ずれ
    しない温度範囲で加熱処理したことを特徴とする配線基
    板。
  2. 【請求項２】樹脂基材が液晶ポリマ樹脂からなることを
    特徴とする請求項１に記載の配線基板。
  3. 【請求項３】導電パターンが銅または銅合金からなるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
  4. 【請求項４】樹脂基材と導電パターンの接触面粗さが
    ０．１〜１０μｍであり、導電パターンの厚みが５〜５
    ０μｍであることを特徴する請求項１に記載の配線基
    板。
  5. 【請求項５】表面を粗面化したフィルム状樹脂基材の粗
    面上に無電解めっき層を形成する工程と、この無電解め
    っき層を感光性レジスト膜で覆い所定のパターンに窓明
    けする工程と、レジスト膜上窓明け部分に露出した無電
    解めっき層を電極として窓明け部分に露出した無電解め
    っき層上に電解めっき層とを形成する工程と、レジスト
    膜を剥離する工程と、剥離したレジスト膜下の無電解め
    っき層をエッチングして除去し、樹脂基板上に導電パタ
    ーンを形成する工程と、上記導電パターンが形成された
    樹脂基材を、樹脂基材の軟化温度以上でかつ軟化により
    導電パターンが位置ずれしない温度範囲で加熱処理する
    工程とを具えたことを特徴とする配線基板の製造方法。
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